Микроскопия

Микроскопы позволяют экспериментатору наблюдать за отдельными экспериментами по кристаллизации

Микроскопия (МКС) (греч. μικρός — мелкий, маленький и σκοπέω — вижу) — изучение объектов с использованием микроскопа. Подразделяется на несколько видов: оптическая микроскопия, электронная микроскопия, многофотонная микроскопия, рентгеновская микроскопия, рентгеновская лазерная микроскопия и предназначается для наблюдения и регистрации увеличенных изображений образца.

История

Свойство системы из двух линз давать увеличенные изображения предметов было известно уже в XVI веке в Нидерландах и Северной Италии мастерам, изготовлявшим очковые стёкла. Имеются сведения, что около 1590 года прибор типа микроскопа был построен 3. Янсеном (Нидерланды). Быстрое распространение микроскопов и их совершенствование, главным образом, ремесленниками-оптиками, начинается с 1609—1610 годов, когда Галилео Галилей, изучая сконструированную им зрительную трубу, использовал её и в качестве микроскопа, изменяя расстояние между объективом и окуляром.

Первые блестящие успехи применения микроскопа в научных исследованиях связаны с именами Роберта Гука (около 1665 г.; в частности, он установил, что животные и растительные ткани имеют клеточное строение) и особенно Антони ван Левенгука, открывшего с помощью микроскопа микроорганизмы (1673—1677). В начале XVIII века микроскопы появились в России; здесь Леонард Эйлер (1762) разработал методы расчёта оптических узлов микроскопа. В 1827 году Дж. Б. Амичи впервые применил в микроскопе иммерсионный объектив. В 1850 году английский оптик Генри Сорби создал первый микроскоп для наблюдения объектов в поляризованном свете. Широкому развитию методов микроскопических исследований и совершенствованию различных типов микроскопов во 2-й половине XIX века и в XX веке в значительной степени способствовала научная деятельность Эрнста Аббе, который разработал (1872—1873) ставшую классической теорию образования изображений несамосветящихся объектов в микроскопе. Английский учёный Дж. Сиркс в 1893 году положил начало интерференционной микроскопии. В 1903 году австрийские исследователи Рихард Зигмонди и Генри Зидентопф создали т. н. ультрамикроскоп. В 1935 году Фрица Цернике предложил метод фазового контраста для наблюдения в микроскопе прозрачных, слабо рассеивающих свет объектов. Большой вклад в теорию и практику микроскопии внесли советские учёные — Леонид Исаакович Мандельштам, Дмитрий Сергеевич Рождественский, Александр Алексеевич Лебедев, Владимир Павлович Линник)

Виды микроскопии

Оптическая микроскопия

Оптическая микроскопия — общее название методов наблюдения объектов, не различимых человеческим глазом, с использованием оптического микроскопа. Структуру объекта можно различить, если разные его частицы по-разному поглощают и отражают свет либо отличаются одна от другой (или от среды) показателями преломления. Эти свойства обусловливают различие амплитуд и фаз световых волн, прошедших через разные участки объекта, и от этого зависит контрастность изображения. Разные методы наблюдения, применяемые в оптической микроскопии, выбираются в зависимости от свойств изучаемого объекта (препарата).

Методы оптической микроскопии

• Метод светлого поля в проходящем свете
• Метод светлого поля в отражённом свете
• Метод тёмного поля в проходящем свете
• Метод тёмного поля в отражённом свете
• Поляризационная микроскопия
• Метод фазового контраста
• Метод интерференционного контраста
• Люминесцентная микроскопия
• Ультрафиолетовая микроскопия
• Инфракрасная микроскопия

Электронная микроскопия

Первый электронный микроскоп был создан Максом Кноллем и нобелевским лауреатом Эрнстом Руской в 1931 году. Электронная микроскопия — это совокупность электронно-зондовых методов исследования микроструктуры твердых тел, их локального состава и микрополей (электрических, магнитных и др.) с помощью электронных микроскопов (ЭМ) — приборов, в которых для получения увеличенного изображения используют электронный пучок.

Методы

• Сканирующая (растровая) электронная микроскопия
• Атомно-силовая микроскопия
• Сканирующая туннельная микроскопия
• Просвечивающая (трансмиссионная) электронная микроскопия
• Отражательная микроскопия

Рентгеновская микроскопия

Рентгеновская микроскопия — совокупность методов исследования микроскопического строения объектов с помощью рентгеновского излучения. В рентгеновской микроскопии используют специальные приборы — рентгеновские микроскопы. Их предел разрешения может быть на 2—3 порядка выше, чем световых, поскольку длина волны l рентгеновского излучения на 2—3 порядка меньше длины волны видимого света. С помощью рентгеновского микроскопа можно оценивать качество окраски или тонких покрытий, оклейки или отделки миниатюрных изделий. Он позволяет получать микрорентгенографии биологических и ботанических срезов толщиной до 200 мкм. Его используют также для анализа смеси порошков лёгких и тяжёлых металлов, при изучении внутреннего строения объектов, непрозрачных для световых лучей и электронов

Методы

• Лазерная рентгеновская микроскопия. Данный вид микроскопии позволяет получать изображения с разрешением в несколько нанометров.
• Отражательная рентгеновская микроскопия
• Проекционная рентгеновская микроскопия

Сканирующая зондовая микроскопия

Сканирующая зондовая микроскопия (СЗМ) один из мощных современных методов исследования морфологии и локальных свойств поверхности твердого тела с высоким пространственным разрешением. За последние 10 лет сканирующая зондовая микроскопия превратилась из экзотической методики, доступной лишь ограниченному числу исследовательских групп, в широко распространенный и успешно применяемый инструмент для исследования свойств поверхности.

Методы

• Сканирующая туннельная микроскопия
• Атомно-силовая микроскопия
• Ближнепольная оптическая микроскопия
• Магнитно-силовая микроскопия
• Электро-силовая микроскопия

Галерея

• Микроскопы на почтовых марках СССР
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 

Научные организации, общества

— Учебно-научный центр «Международная школа микроскопии» (УНЦМ), Москва

— Научно-образовательный центр сканирующей микроскопии, Санкт-Петербург

— Центр коллективного пользования «Современная микроскопия» федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования «Южный федеральный университет», Ростов-на-Дону

— Научно-исследовательская лаборатория «Микроскопия и микроанализ»

— Междисциплинарный центр «Аналитическая микроскопия», Казань

— Royal Microscopical Society (RMS)

— Microscopy Society of America (MSA)

— European Microscopy Society (EMS)

Литература

• Суворов А. Л. Микроскопия в науке и технике / Отв. ред. д-р физ.-мат. наук В. Н. Рожанский; Академия наук СССР. — М.: Наука, 1981. — 136, [1] с. — (Наука и технический прогресс). — 36 000 экз. (обл.)
• Василевский А. М., Кропоткин М. А., Тихонов В. В. Оптическая электроника. — Ленинград: Энергоатомиздат, 1990. глава 3.
• Барыкина Р. П. и др. Справочник по ботанической микротехнике. Основы и методы. — М.: Изд-во МГУ, 2004. — 312 с. — 2000 экз. — ISBN 5-211-06103-9. — УДК 58:57.08