Microscope

Microscope

Utilisations	Petite observation de l'??chantillon
Exp??riences notables	D??couverte de cellules
Inventeur	Zacharias Janssen
Articles connexes	Microscope optique Microscope ??lectronique

18e si??cle microscopes de la Mus??e des Arts et M??tiers, Paris

Un microscope (du grec ancien : μικρός, Mikros "petit" et σκοπεῖν, skopein, ??regarder?? ou ??voir??) est un instrument utilis?? pour voir les objets qui sont trop petites pour l'??il nu. La science de l'enqu??te petits objets ?? l'aide d'un tel instrument est appel?? microscopie. Un moyen microscopique invisible ?? l'??il, ?? moins assist??e par un microscope.

Il existe de nombreux types de microscopes, les plus communes et les premiers ?? inventer est le microscope optique qui utilise la lumi??re ?? l'image de l'??chantillon. Autres grands types de microscopes sont les Microscope ??lectronique (?? la fois le Microscope ??lectronique ?? transmission et le Microscope ??lectronique ?? balayage) et les diff??rents types de sonde ?? balayage microscope.

Histoire

Le premier microscope ?? d??velopper est le microscope optique, bien que l'inventeur original ne est pas facile ?? identifier. Un microscope d??but a ??t?? faite en 1590 dans Middelburg, Pays-Bas . Deux lunettes d??cideurs sont diversement donn?? cr??dit: Hans Lippershey (qui a d??velopp?? un d??but t??lescope ) et Zacharias Janssen. Jean Faber a invent?? le nom microscope pour Galileo Galilei microscope compos?? s 'en 1625 (Galileo avait appel?? le "Occhiolino?? ou ??petit ??il").

Rise of microscopie optique moderne

Le premier compte rendu d??taill?? de l'am??nagement int??rieur de tissu vivant bas?? sur l'utilisation d'un microscope ne appara??t pas avant 1644, ?? L'occhio della Mosca de Giambattista Odierna ou des yeux de la mouche.

Ce ne ??tait pas jusqu'?? ce que les ann??es 1660 et 1670 que le microscope a ??t?? largement utilis?? pour la recherche en Italie, aux Pays-Bas et l'Angleterre. Marcelo Malpighi en Italie a commenc?? l'analyse des structures biologiques en commen??ant par les poumons. Robert Hooke Micrographia eu un impact ??norme, en grande partie en raison de ses illustrations impressionnantes. La plus grande contribution est venue de Antonie van Leeuwenhoek qui a d??couvert les globules rouges et les spermatozo??des et a contribu?? ?? populariser la microscopie comme une technique. Le 9 Octobre 1676, Van Leeuwenhoek a signal?? la d??couverte de micro-organismes.

En 1893, Ao??t K??hler a d??velopp?? une technique cl?? pour l'??clairage de l'??chantillon, ??clairage de K??hler, qui est au c??ur de la microscopie optique moderne. Cette m??thode d'illumination de l'??chantillon donne lieu ?? extr??mement m??me ??clairage et surmonte de nombreuses limites des techniques d'??clairage plus ??g??s de l'??chantillon. D'autres d??veloppements de l'??clairage de l'??chantillon provenaient Fritz Zernike en 1953 et George Nomarski 1955 pour leur d??veloppement de contraste de phase et contraste interf??rentiel diff??rentiel illumination qui permet l'imagerie des ??chantillons transparents.

La microscopie ??lectronique

Une fourmi en image en utilisant un Microscope ??lectronique ?? balayage (MEB)

Dans les ann??es 1900 une alternative importante ?? la microscopie optique a ??t?? d??velopp??e, en utilisant des ??lectrons plut??t que la lumi??re pour g??n??rer l'image. Ernst Ruska a commenc?? le d??veloppement du premier microscope ??lectronique en 1931 qui ??tait le Microscope ??lectronique ?? transmission (MET). Le microscope ??lectronique ?? transmission fonctionne sur le m??me principe comme un microscope optique mais utilise des ??lectrons ?? l'endroit de la lumi??re et des ??lectro-aimants ?? la place de lentilles en verre. Utilisation d'??lectrons au lieu de lumi??re permet une r??solution beaucoup plus ??lev??e.

Le d??veloppement de la microscopie ??lectronique ?? transmission a ??t?? rapidement suivie en 1935 par le d??veloppement de la microscope ??lectronique ?? balayage par Max Knoll.

Les microscopes ??lectroniques est rapidement devenu populaire apr??s la Seconde Guerre mondiale . Ernst Ruska, le travail ?? Siemens a d??velopp?? le premier microscope ??lectronique ?? transmission commerciale et grandes conf??rences scientifiques sur la microscopie ??lectronique a commenc?? ?? ??tre tenu dans les ann??es 1950. En 1965, le premier microscope ??lectronique ?? balayage commerciale a ??t?? d??velopp?? par le Professeur Sir Charles Oatley et son ??tudiant de troisi??me cycle Gary Stewart et commercialis?? par la Instrument Company Cambridge comme "Stereoscan".

Microscopie ?? sonde locale

Les ann??es 1980 ont vu le d??veloppement de la premi??re microscopes ?? sonde ?? balayage. Le premier ??tait le microscope ?? effet tunnel en 1981, d??velopp?? par Gerd Binnig et Heinrich Rohrer. Cela a ??t?? suivi de pr??s en 1986 avec Gerd Binnig, Quate, et l'invention de Gerber de la microscope ?? force atomique.

Fluorescence et microscopie optique

Les d??veloppements les plus r??cents en microscope optique largement centre sur la mont??e de la microscopie ?? fluorescence en biologie . Pendant les derni??res d??cennies du 20e si??cle, en particulier dans le post- ??re de la g??nomique, de nombreuses techniques pour le marquage fluorescent des cellulaires structures ont ??t?? d??velopp??es. Les principaux groupes de techniques sont petites coloration chimique des structures cellulaires, par exemple DAPI d'??tiqueter l'ADN , l'utilisation d'anticorps conjugu??s ?? des journalistes fluorescentes, voir immunofluorescence, et prot??ines fluorescentes, telles que la prot??ine fluorescente verte. Ces techniques utilisent ces diff??rents fluorophores pour l'analyse de la structure des cellules ?? un niveau mol??culaire dans les deux ??chantillons vivants et fixes.

La hausse de la microscopie de fluorescence conduit le d??veloppement d'une conception moderne de microscope majeur, le Microscope ?? foyer commun. Le principe a ??t?? brevet?? en 1957 par Marvin Minsky, bien laser Technology Limited application pratique de la technique. Ce ne est qu'en 1978, lorsque Thomas et Christoph Cremer a d??velopp?? la premi??re pratique microscope confocal ?? balayage laser et la technique ont gagn?? rapidement en popularit?? dans les ann??es 1980.

La recherche actuelle Much (au d??but du 21e si??cle) sur les techniques de microscopie optique est focalis?? sur le d??veloppement de analyse ?? hyper-r??solution d'??chantillons marqu??s par fluorescence. Illumination structur??e peut am??liorer la r??solution de l'ordre de deux ?? quatre fois et techniques comme ??mission stimul??e ??puisement microscopie approchent la r??solution des microscopes ??lectroniques.

Types

Types de microscopes

Microscopes peuvent ??tre s??par??s en plusieurs classes diff??rentes. Un groupement est bas?? sur ce interagit avec l'??chantillon pour g??n??rer l'image, ce est ?? dire, la lumi??re ou photons (microscopes optiques), ??lectrons (microscopes ??lectroniques) ou une sonde (microscopes ?? sonde ?? balayage). Alternativement, microscopes peuvent ??tre class??s qu'elles analysent l'??chantillon via un point de balayage (microscopes optique confocal, microscopes ??lectroniques ?? balayage et microscopes ?? sonde ?? balayage) ou analyser l'??chantillon ?? la fois (microscope optique ?? champ large et microscopes ??lectroniques ?? transmission).

Grand champ microscopes optiques et des microscopes ??lectroniques de transmission utilisent la th??orie de lentilles ( optiques pour microscopes optiques et lentilles ??lectro-aimant pour microscopes ??lectroniques) afin de grossir l'image g??n??r??e par le passage d'une onde transmise ?? travers l'??chantillon ou r??fl??chi par l'??chantillon. Les vagues sont utilis??s ??lectromagn??tique (en microscopes optiques ) ou ??lectrons faisceaux (en microscopes ??lectroniques). La r??solution de ces microscopes est limit??e par la longueur d'onde du rayonnement utilis?? pour l'image de l'??chantillon, o?? les longueurs d'onde plus courtes permettent une plus haute r??solution.

Num??risation des microscopes optiques et ??lectroniques, comme le microscope ??lectronique ?? balayage confocal microscope et, utiliser des lentilles pour concentrer une tache de lumi??re ou des ??lectrons sur l'??chantillon, puis analyser les ondes r??fl??chies ou transmises. Le point est ensuite scann?? sur l'??chantillon ?? analyser une zone rectangulaire. Agrandissement de l'image est obtenue par l'affichage des donn??es de num??risation d'un petit coin physiquement ??chantillon sur un ??cran relativement grand. Ces microscopes ont la m??me r??solution limite aussi large champ optique, sonde et microscopes ??lectroniques.

microscopes ?? sonde ?? balayage analysent ??galement un point unique dans l'??chantillon, puis de num??riser la sonde sur une r??gion de l'??chantillon rectangulaire pour construire une image. Comme ces microscopes ne utilisent pas un rayonnement ??lectromagn??tique ou d'??lectrons pour l'imagerie ils ne sont pas soumis ?? la m??me limite de r??solution que les microscopes optiques et ??lectroniques d??crits ci-dessus.

Optique

Le type le plus commun de microscope (et le premier invent??) est le microscope optique . Il se agit d'une optique instrument contenant un ou plusieurs lentilles produisant une image agrandie d'un ??chantillon plac?? dans le plan focal. Microscopes optiques ont verre de r??fraction et parfois de plastique ou de quartz , de focaliser la lumi??re dans l'??il ou d'un autre d??tecteur de lumi??re. Microscopes optiques ?? base de miroir fonctionnent de la m??me mani??re. Grossissement typique d'un microscope optique, en supposant que la lumi??re visible, est jusqu'?? 1500X avec un limite de r??solution th??orique de l'ordre de 0,2 microm??tres ou 200 nanom??tres. Techniques sp??cialis??es (par exemple, la microscopie confocale ?? balayage, Vertico SMI) peut d??passer ce grossissement mais la r??solution est diffraction limit??e. L'utilisation de longueurs d'onde plus courtes de lumi??re, tels que l'ultraviolet, est une fa??on d'am??liorer la r??solution spatiale du microscope optique, ainsi que des dispositifs tels que la balayage en champ proche microscope optique.
Sarfus, une technique r??cente optique augmente la sensibilit?? du microscope optique standard pour un point, il devient possible de visualiser directement des films nanom??triques (jusqu'?? 0,3 nanom??tre) et nano-objets isol??s (en bas ?? 2 nm de diam??tre). La technique est bas??e sur l'utilisation de substrats non r??fl??chissante pour la microscopie optique ?? polarisation crois??e r??fl??chie.

CBP Bureau de l'agent des op??rations de terrain contr??le de la authenticit?? d'un document de Voyage ?? un a??roport international en utilisant un st??r??omicroscope

Ultraviolet lumi??re permet la r??solution des caract??ristiques microscopiques, ainsi que d'??chantillons d'image qui sont transparentes ?? l'oeil. La lumi??re dans le proche infrarouge peut ??tre utilis??e pour visualiser des circuits int??gr??s dans des dispositifs de silicium li??s, car le silicium est transparent dans cette r??gion de longueurs d'onde.

En la microscopie ?? fluorescence, de nombreuses longueurs d'onde de lumi??re allant de l'ultraviolet au visible peut ??tre utilis?? pour entra??ner des ??chantillons de fluorescence pour permettre la visualisation ?? l'oeil nu ou avec l'utilisation de cam??ras particuli??rement sensibles.

La microscopie ?? contraste de phase est un microscope optique technique d'??clairage dans lequel petite d??phasages de la lumi??re passant ?? travers un sp??cimen transparentes sont convertis en amplitude ou les changements dans le contraste de l'image. L'utilisation de contraste de phase ne n??cessite pas coloration pour voir la diapositive. Cette technique de microscope a permis d'??tudier la cycle cellulaire dans les cellules vivantes.

Le microscope optique traditionnel a plus r??cemment ??volu?? dans le microscope num??rique. En plus, ou au lieu de visualiser directement l'objet ?? travers le oculaires, un type de capteur similaires ?? ceux utilis??s dans un l'appareil photo num??rique est utilis?? pour obtenir une image, qui est ensuite affich??e sur un ??cran d'ordinateur. Ces capteurs peuvent utiliser Ou CMOS dispositif ?? couplage de charge (CCD) de la technologie, en fonction de l'application.

??lectron

Trois variantes principales de microscopes ??lectroniques existent:

• Microscopie ??lectronique ?? balayage ( SEM): l'air ?? la surface des objets en vrac en balayant la surface avec un faisceau d'??lectrons bien. Voir ??galement microscope ??lectronique ?? balayage environnemental (ESEM).
• Microscope ??lectronique ?? transmission ( TEM): transmet les ??lectrons ?? travers l'??chantillon, analogue ?? la microscopie optique de base. Cela exige une pr??paration minutieuse de l'??chantillon, car les ??lectrons sont dispers??s si fortement par la plupart des materials.This est un appareil scientifique qui permet aux gens de voir les objets qui pourraient normalement pas ??tre vus par l'??il nu ou nu.

sonde de balayage

• AFM, la microscopie ?? force atomique
• BEEM, microscopie ?? ??mission d'??lectrons balistiques
• EFM, microscope ?? force ??lectrostatique
• ESTM ??lectrochimique microscope ?? effet tunnel ?? balayage
• FMM, microscopie vigueur de modulation
• KPFM, vigueur de la sonde kelvin microscopie
• MFM, microscopie ?? force magn??tique
• MRFM, r??sonance magn??tique microscopie ?? force
• NSOM, la microscopie optique ?? balayage en champ proche (SNOM ou, le balayage en champ proche de la microscopie optique)
• GFP, microscopie ?? force pi??zo
• PSTM, microscopie ?? effet tunnel de photons
• PTMS, photothermique microspectroscopie / microscopie
• SAP, sonde atomique de balayage
• SMC, num??risation capacit?? microscopie
• SECM, microscopie ??lectrochimique ?? balayage
• SGM, num??risation porte microscopie
• SICM, balayage microscopie ?? conductance ionique
• MSPS tourner num??risation polaris??e microscopie ?? effet tunnel
• SThM, microscopie thermique
• STM, microscopie ?? effet tunnel
• SVM, La microscopie ?? balayage de tension
• SHPM, Salle balayage microscopie ?? sonde
• SSM, Num??risation SQUID microscope

Parmi ces techniques AFM et STM sont le plus couramment utilis??.

D'autres types

Diff??rents microscopes

Num??risation microscopes acoustiques utilisent des ondes sonores pour mesurer les variations d'imp??dance acoustique. Pareil ?? Sonar, en principe, ils sont utilis??s pour ces emplois que la d??tection de d??fauts dans les sous-surfaces de mat??riaux, y compris ceux trouv??s dans les circuits int??gr??s.