DIE 14 ARTEN VON MIKROSKOPEN UND IHRE FUNKTIONEN - WISSENSCHAFT - 2025

Es gibt verschiedene Arten von Mikroskopen : optische, zusammengesetzte, stereoskopische, petrographische, konfokale, fruoreszierende, elektronische, Transmissions-, Scan-, Scan-Sonden, Tunnel-, Ionen im Feld, digitale und virtuelle.

Ein Mikroskop ist ein Instrument, mit dem der Mensch Dinge sehen und beobachten kann, die mit bloßem Auge nicht zu sehen sind. Es wird in verschiedenen Bereichen des Handels und der Forschung eingesetzt, von Medizin über Biologie bis hin zu Chemie.

Mikroskope aus dem 18. Jahrhundert aus dem Musée des Arts et Métiers in Paris

Es wurde sogar ein Begriff für die Verwendung dieses Instruments für wissenschaftliche oder Forschungszwecke geprägt: Mikroskopie.

Die Erfindung und die ersten Aufzeichnungen über die Verwendung des einfachsten Mikroskops (es arbeitete mit einem Lupensystem) stammen aus dem 13. Jahrhundert, mit unterschiedlichen Zuschreibungen, wer sein Erfinder gewesen sein könnte.

Im Gegensatz dazu wird geschätzt, dass das zusammengesetzte Mikroskop, das den heute bekannten Modellen näher kommt, um das Jahr 1620 zum ersten Mal in Europa verwendet wurde.

Schon damals gab es mehrere, die die Erfindung des Mikroskops beanspruchen wollten, und es entstanden verschiedene Versionen, die es mit ähnlichen Komponenten schafften, das Ziel zu erreichen und das Bild einer sehr kleinen Probe vor dem menschlichen Auge zu vergrößern.

Zu den bekannteren Namen, die der Erfindung und der Verwendung ihrer eigenen Versionen von Mikroskopen zugeschrieben werden, gehören Galileo Galilei und Cornelis Drebber.

Die Ankunft des Mikroskops in wissenschaftlichen Studien führte zu Entdeckungen und neuen Perspektiven auf wesentliche Elemente für die Weiterentwicklung verschiedener Bereiche der Wissenschaft.

Das Sichten und Klassifizieren von Zellen und Mikroorganismen wie Bakterien ist eine der beliebtesten Errungenschaften, die unter dem Mikroskop möglich sind.

Seit seinen ersten Versionen vor mehr als 500 Jahren behält das Mikroskop heute sein grundlegendes Betriebskonzept bei, obwohl sich seine Leistung und seine speziellen Zwecke bis heute geändert und weiterentwickelt haben.

Haupttypen von Mikroskopen

Optisches Mikroskop

Es ist auch als Lichtmikroskop bekannt und das Mikroskop mit der größten strukturellen und funktionellen Einfachheit.

Es funktioniert durch eine Reihe von Optiken, die zusammen mit dem Eintritt von Licht die Vergrößerung eines Bildes ermöglichen, das sich gut in der Brennebene der Optik befindet.

Es ist das älteste Designmikroskop und seine frühesten Versionen werden Anton van Lewenhoek (17. Jahrhundert) zugeschrieben, der einen Prototyp mit einer Linse für einen Mechanismus verwendete, der die Probe hielt.

Verbundmikroskop

Das Verbundmikroskop ist eine Art Lichtmikroskop, das anders funktioniert als das einfache Mikroskop.

Es verfügt über einen oder mehrere unabhängige optische Mechanismen, die eine größere oder geringere Vergrößerung der Probe ermöglichen. Sie haben tendenziell eine viel robustere Zusammensetzung und ermöglichen eine einfachere Beobachtung.

Es wird geschätzt, dass sein Name nicht einer größeren Anzahl optischer Mechanismen in der Struktur zugeschrieben wird, sondern der Tatsache, dass die Bildung des vergrößerten Bildes in zwei Stufen erfolgt.

Eine erste Phase, in der die Probe direkt auf die darauf projizierten Objektive projiziert wird, und eine zweite Phase, in der sie durch das Augensystem vergrößert wird, das das menschliche Auge erreicht.

Stereoskopisches Mikroskop

Es ist eine Art Lichtmikroskop mit geringer Vergrößerung, das hauptsächlich für Präparationen verwendet wird. Es hat zwei unabhängige optische und visuelle Mechanismen; eine für jedes Ende der Probe.

Arbeiten Sie mit reflektiertem Licht auf der Probe und nicht durch diese. Es ermöglicht die Visualisierung eines dreidimensionalen Bildes der betreffenden Probe.

Petrographisches Mikroskop

Das petrographische Mikroskop wird speziell für die Beobachtung und Zusammensetzung von Gesteinen und Mineralelementen verwendet und arbeitet mit den optischen Grundlagen früherer Mikroskope, wobei die Qualität darin besteht, polarisiertes Material in seine Objektive einzubeziehen, wodurch die Lichtmenge und Helligkeit der Mineralien verringert werden kann sie können reflektieren.

Das petrographische Mikroskop ermöglicht es, durch das vergrößerte Bild die Elemente und Zusammensetzungsstrukturen von Gesteinen, Mineralien und terrestrischen Komponenten aufzuklären.

Konfokales Mikroskop

Dieses optische Mikroskop ermöglicht die Erhöhung der optischen Auflösung und des Kontrastes des Bildes dank eines Geräts oder einer räumlichen "Lochblende", die überschüssiges oder unscharfes Licht eliminiert, das durch die Probe reflektiert wird, insbesondere wenn es eine größere hat Größe als von der Brennebene erlaubt.

Das Gerät oder die „Pinole“ ist eine kleine Öffnung im optischen Mechanismus, die verhindert, dass überschüssiges Licht (das nicht auf die Probe fokussiert ist) über die Probe gestreut wird, wodurch die möglicherweise vorhandene Schärfe und der Kontrast verringert werden.

Aus diesem Grund arbeitet das konfokale Mikroskop mit einer relativ begrenzten Schärfentiefe.

Fluoreszenzmikroskop

Es ist ein anderer Typ eines optischen Mikroskops, bei dem fluoreszierende und phosphoreszierende Lichtwellen verwendet werden, um die Untersuchung organischer oder anorganischer Komponenten genauer zu untersuchen.

Sie zeichnen sich lediglich durch die Verwendung von fluoreszierendem Licht zur Erzeugung des Bildes aus und müssen nicht vollständig von der Reflexion und Absorption des sichtbaren Lichts abhängen.

Im Gegensatz zu anderen Arten von analogen Mikroskopen kann das Fluoreszenzmikroskop aufgrund des Verschleißes, den die fluoreszierende Lichtkomponente aufgrund der Ansammlung chemischer Elemente, die durch den Aufprall von Elektronen verursacht werden und die fluoreszierenden Moleküle zermürben, aufweisen kann, bestimmte Einschränkungen aufweisen.

Die Entwicklung des Fluoreszenzmikroskops brachte den Wissenschaftlern Eric Betzig, William Moerner und Stefan Hell 2014 den Nobelpreis für Chemie ein.

Elektronisches Mikroskop

Das Elektronenmikroskop stellt im Vergleich zu früheren Mikroskopen eine Kategorie für sich dar, da es das physikalische Grundprinzip ändert, das die Visualisierung einer Probe ermöglichte: Licht.

Das Elektronenmikroskop ersetzt die Verwendung von sichtbarem Licht durch Elektronen als Beleuchtungsquelle. Die Verwendung von Elektronen erzeugt ein digitales Bild, das eine größere Vergrößerung der Probe als optische Komponenten ermöglicht.

Große Vergrößerungen können jedoch zu einem Verlust der Wiedergabetreue im Beispielbild führen. Es wird hauptsächlich zur Untersuchung der Ultra-Struktur mikroorganischer Proben verwendet. Kapazität, die herkömmliche Mikroskope nicht haben.

Das erste Elektronenmikroskop wurde 1926 von Han Busch entwickelt.

Transmissionselektronenmikroskop

Sein Hauptmerkmal ist, dass der Elektronenstrahl durch die Probe geht und ein zweidimensionales Bild erzeugt.

Aufgrund der energetischen Kraft, die Elektronen haben können, muss die Probe einer vorherigen Vorbereitung unterzogen werden, bevor sie durch ein Elektronenmikroskop beobachtet wird.

Rasterelektronenmikroskop

Im Gegensatz zum Transmissionselektronenmikroskop wird in diesem Fall der Elektronenstrahl auf die Probe projiziert, wodurch ein Rückpralleffekt erzeugt wird.

Dies ermöglicht die dreidimensionale Visualisierung der Probe aufgrund der Tatsache, dass Informationen auf deren Oberfläche erhalten werden.

Rastersondenmikroskop

Dieser Typ eines Elektronenmikroskops wurde nach der Erfindung des Tunnelmikroskops entwickelt.

Es zeichnet sich durch die Verwendung eines Reagenzglases aus, das die Oberflächen einer Probe abtastet, um ein Bild mit hoher Wiedergabetreue zu erzeugen.

Das Reagenzglas scannt und kann anhand der thermischen Werte der Probe ein Bild für die spätere Analyse erzeugen, das anhand der erhaltenen thermischen Werte angezeigt wird.

Tunnelmikroskop

Es ist ein Instrument, das speziell zur Erzeugung von Bildern auf atomarer Ebene verwendet wird. Seine Auflösungskapazität ermöglicht die Manipulation einzelner Bilder von atomaren Elementen, die über ein Elektronensystem in einem Tunnelprozess arbeiten, der mit unterschiedlichen Spannungspegeln arbeitet.

Für eine Beobachtungssitzung auf atomarer Ebene sowie für die Verwendung anderer Elemente im optimalen Zustand ist eine umfassende Kontrolle der Umgebung erforderlich.

Es gab jedoch Fälle, in denen Mikroskope dieses Typs im Haushalt gebaut und verwendet wurden.

Es wurde 1981 von Gerd Binnig und Heinrich Rohrer erfunden und umgesetzt, die 1986 den Nobelpreis für Physik erhielten.

Ionenfeldmikroskop

Es ist mehr als ein Instrument, es ist unter diesem Namen für eine Technik bekannt, die zur Beobachtung und Untersuchung der Ordnung und Umlagerung verschiedener Elemente auf atomarer Ebene implementiert ist.

Es war die erste Technik, die es ermöglichte, die räumliche Anordnung der Atome in einem bestimmten Element zu erkennen. Im Gegensatz zu anderen Mikroskopen unterliegt das vergrößerte Bild nicht der Wellenlänge der durch ihn hindurchtretenden Lichtenergie, sondern verfügt über eine einzigartige Vergrößerungsfähigkeit.

Es wurde von Erwin Müller im 20. Jahrhundert entwickelt und gilt als Präzedenzfall, der heute eine bessere und detailliertere Visualisierung von Elementen auf atomarer Ebene durch neue Versionen der Technik und Instrumente ermöglicht, die dies ermöglichen.

Digitales Mikroskop

Ein digitales Mikroskop ist ein Instrument mit meist kommerziellem und verallgemeinertem Charakter. Es funktioniert über eine Digitalkamera, deren Bild auf einen Monitor oder Computer projiziert wird.

Es wurde als funktionelles Instrument zur Beobachtung des Volumens und des Kontexts der bearbeiteten Proben angesehen. Ebenso hat es eine physische Struktur, die viel einfacher zu manipulieren ist.

Virtuelles Mikroskop

Das virtuelle Mikroskop ist mehr als ein physisches Instrument. Es ist eine Initiative, die die Digitalisierung und Archivierung von Proben anstrebt, die bisher in allen Bereichen der Wissenschaft bearbeitet wurden, mit dem Ziel, dass jeder Interessent auf digitale Versionen von organischen Proben zugreifen oder mit diesen interagieren kann anorganisch durch eine zertifizierte Plattform.

Auf diese Weise würde der Einsatz spezialisierter Instrumente zurückgelassen und Forschung und Entwicklung gefördert, ohne dass das Risiko einer Zerstörung oder Beschädigung einer realen Probe besteht.

Verweise

1. (2010). Aus der Geschichte des Mikroskops abgerufen: history-of-the-microscope.org
2. Keyence. (sf). Grundlagen von Mikroskopen. Erhalten von Keyence - Biological Microscope Site: keyence.com
3. Mikrobehunter. (sf). Theorie. Erhalten von Microbehunter - Amateur Microscopy Resource: microbehunter.com
4. Williams, DB & Carter, CB (nd). Transmissionselektronenmikroskopie. New York: Plenum Press.