Ποιοι είναι οι διαφορετικοί τύποι μικροσκοπίας που χρησιμοποιούνται σε εργαστήριο μικροβιολογίας;

Το μικροσκόπιο είναι ένα από τα πιο σημαντικά εργαλεία του μικροβιολόγου. Εφευρέθηκε το 1600 όταν ο Anton van Leeuwenhoek χτίστηκε πάνω σε ένα απλό μοντέλο σωλήνα, μεγεθυντικού φακού και σκηνής για να κάνει τις πρώτες οπτικές ανακαλύψεις βακτηρίων και κυκλοφορούντων κυττάρων του αίματος. Σήμερα, η μικροσκοπία είναι απαραίτητη στον ιατρικό τομέα για την πραγματοποίηση νέων κυτταρικών ανακαλύψεων και οι τύποι μικροσκοπίων μπορούν να ταξινομηθούν με βάση τις φυσικές αρχές που χρησιμοποιούν για τη δημιουργία μιας εικόνας.

Μερικά από τα πιο κοινά πεδία που βρίσκονται στα εργαστήρια χρησιμοποιούν ορατό προβαλλόμενο φως για το φωτισμό και τη μεγέθυνση ενός αντικειμένου. Το πιο βασικό πεδίο φωτισμού, ένα τεμαχισμένο ή στερεομικροσκόπιο, επιτρέπει την προβολή ενός ολόκληρου οργανισμού ταυτόχρονα, δείχνοντας λεπτομέρειες όπως οι κεραίες μιας πεταλούδας σε μεγέθυνση 100x έως 150x. Τα σύνθετα πεδία, που χρησιμοποιούνται για μεγαλύτερη κυτταρική λεπτομέρεια, περιέχουν δύο τύπους φακών που λειτουργούν για τη μεγέθυνση των μονοκυτταρικών οργανισμών 1000 έως 1500 φορές. Πιο εξειδικευμένα είναι σκοτεινά πεδία και μικροσκόπια αντίθεσης φάσης, τα οποία διασκορπίζουν το φως για να συλλάβουν όχι μόνο ζωντανά κύτταρα, αλλά και εσωτερικά μέρη κυττάρων, όπως τα μιτοχόνδρια.

Το μικροσκόπιο φθορισμού ή κομφικό χρησιμοποιεί υπεριώδες φως ως πηγή φωτός. Όταν το υπεριώδες φως χτυπά ένα αντικείμενο, διεγείρει τα ηλεκτρόνια του αντικειμένου, εκπέμποντας φως σε διάφορα χρώματα, τα οποία μπορούν να βοηθήσουν στον εντοπισμό βακτηρίων μέσα σε έναν οργανισμό. Σε αντίθεση με τα πεδία σύνθετων και τεμαχίων, τα μικροσκόπια φθορισμού δείχνουν το αντικείμενο μέσω μιας κομφικής οπής, οπότε δεν εμφανίζεται μια πλήρης εικόνα του δείγματος. Αυτό αυξάνει την ανάλυση κλείνοντας το εξωτερικό φως φθορισμού και δημιουργώντας μια καθαρή τρισδιάστατη εικόνα του δείγματος.

Η πηγή ενέργειας που χρησιμοποιείται στο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο είναι μια δέσμη ηλεκτρονίων. Η δέσμη έχει εξαιρετικά μικρό μήκος κύματος και αυξάνει σημαντικά την ανάλυση της εικόνας σε σχέση με τη μικροσκοπία φωτός. Ολόκληρα τα αντικείμενα είναι επικαλυμμένα με χρυσό ή παλλάδιο, το οποίο εκτρέπει την δέσμη ηλεκτρονίων, δημιουργώντας σκοτεινές και φωτεινές περιοχές ως εικόνες 3-D που προβάλλονται σε μια οθόνη. Λεπτομέρειες όπως τα περίπλοκα κελύφη πυριτίας των θαλάσσιων διατόμων και οι επιφανειακές λεπτομέρειες των ιών μπορούν να καταγραφούν. Τόσο τα ηλεκτρονικά μικροσκόπια μετάδοσης (TEM) όσο και τα νεότερα ηλεκτρονικά μικροσκόπια σάρωσης (SEM) εμπίπτουν σε αυτήν την εξειδικευμένη κατηγορία μικροσκοπίας.

Όπως υποδηλώνει το όνομα, αυτά τα μικροσκόπια χρησιμοποιούν μια ακτίνα X για να δημιουργήσουν μια εικόνα. Σε αντίθεση με το ορατό φως, οι ακτίνες Χ δεν αντανακλούν ή διαθλάται εύκολα και είναι αόρατες στο ανθρώπινο μάτι. Η ανάλυση εικόνας ενός μικροσκοπίου ακτίνων Χ πέφτει μεταξύ αυτής ενός οπτικού μικροσκοπίου και αυτού ενός ηλεκτρονίου μικροσκόπιο, και είναι αρκετά ευαίσθητο για να προσδιορίσει την ατομική τοποθέτηση ατόμων μέσα σε μόρια του α κρύσταλλο. Σε αντίθεση με την ηλεκτρονική μικροσκοπία, όπου το αντικείμενο ξηραίνεται και στερεώνεται, αυτά τα εξαιρετικά εξειδικευμένα μικροσκόπια είναι ικανά να δείξουν ζωντανά κύτταρα.