本文将介绍
为什么显微镜很重要?
显微镜能从小事中发现很多东西。多亏了显微镜,科学家们有了可视化微观世界的工具。
现代显微镜不仅促进了我们对生物学的理解,许多其他领域,如化学、物理、材料科学、考古学和法医科学,都得益于这种令人难以置信的观察小物体的能力。开云体育全站app下载安装
显微镜技术可以追溯到17世纪。在那个时期,光学显微镜是微生物学家(例如Antonie van Leeuwenhoek)了解细胞结构的最先进的科学工具。
在19世纪,随着工业革命,玻璃透镜被制造出来,光学显微镜在世界各地的大学里流行起来。后来,为了更好地观察某些类型的标本,在光学显微镜上添加了新的成分(如暗场、相位对比和差分干涉对比(DIC),如图1所示)。现在,你可以用500美元买到一个相当不错的光学显微镜。
科学家们不断发明新型显微镜。这些先进的显微镜大多非常昂贵,只能在研究机构中使用。让我们看看这些显微镜能做什么:
共聚焦荧光显微镜
荧光显微镜(图2)是生物医学研究的一个非常强大的工具。荧光显微镜使用由特殊化学物质或生物分子发出的“荧光”来生成图像,而不是强光。因此,我们可以使用特定的荧光分子(通常带有抗体)选择性地看到活细胞内的特定结构(例如,图3中保持细胞形状的绿色细胞骨架)。
附加的“共焦”装置可以进一步提高光学分辨率和荧光图像的对比度,使用一个微小的针孔来阻止失焦光在图像形成。有了这些高分辨率的图像,科学家们可以了解细节,例如,癌细胞是如何生长的,病毒是如何感染健康细胞的。
电子显微镜
电子显微镜有两种类型(图4,EM)。的透射电子显微镜(TEM)用于薄标本(如组织切片),因为电子可以通过标本生成投影图像(图5)。细胞内的细胞器)。另一方面,扫描电子显微镜(扫描电镜)可以看到试件的表面(图6)。人类细胞的突出)。
电子显微镜是如何工作的
光学显微镜的解析度受激光的限制光的波长.为了看到更小的特征,科学家们必须找到波长更大的照明小比可见光强。
电子既有粒子的性质,又有波的性质。因此,电子的波长在~附近1海里取决于它的能量状态,而可见光的波长介于两者之间380纳米到740纳米.这就是为什么我们可以用电子显微镜来探测光学显微镜看不到的微小结构。
x射线晶体学
严格地说,x射线晶体学(XRC)不是一种典型的显微镜。然而,XRC是我们观察微小分子原子结构的最有力的方法。XRC测量当x射线穿过晶体时产生的衍射图样(图7)。然后,一种特殊的计算软件分析这些图样来计算分子的结构。
通过这种方式,科学家们揭示了许多生物分子的结构和功能,包括维生素、药物、蛋白质和DNA等核酸。图8显示了通过XRC测定的几种蛋白质结构。在三维模型中,蛋白质结构通常以彩色的细绳和缎带的形式显示。生物医学研究人员可以通过观察他们的sharp或设计一种新药来中和这种蛋白质的作用,从而了解这种蛋白质在我们体内是如何工作的。
生物规模
有了几种先进显微镜的知识,现在你可以很容易地理解生物学的规模和你应该使用的研究工具。
参考文献
书:
网站:
- 〇Rs科开云体育全站app下载安装学www.rs开云体育全站app下载安装science.com
- Microscopy-UK -www.microscopy-uk.org.uk
- Microbehunter -http://www.microbehunter.com
- MicroscopyU -www.microscopyu.com
- 基因-geneed.nlm.nih.gov