현미경으로 과학자들은 육안에 비해 너무 작은 표본과 물체를 시각화 할 수 있습니다.. 연구에 사용되는 두 가지 주요 유형이 있습니다 – 광학 현미경 및 전자 현미경. 둘 다 작은 구조를 확대하지만 매우 다른 원칙으로 작동합니다.. 이러한 중요한 과학 도구 간의 주요 차이점을 이해하면 각각의 강점에 대한 통찰력을 제공합니다., 제한, 이상적인 응용 프로그램.
빛과 전자 현미경이 어떻게 작동합니까??
가벼운 현미경, 광학 또는 복합 현미경이라고도합니다, 가시 광선과 유리 렌즈를 사용하여 시편을 확대하십시오. 아래 소스의 빛은 샘플을 통과하고 목표 렌즈에 집중합니다.. 이 확대 된 이미지는 바디 튜브와 안구 렌즈를 통해 눈이나 카메라로 이동합니다..
대조적으로, 전자 현미경은 이미지 샘플에서 빛 대신 집중된 전자 빔을 사용합니다.. 작은 전자 파장은 훨씬 높은 잠재적 해상도를 제공합니다.. 하지만, 전자 현미경에는 진공 펌프와 같은 복잡한지지 장비가 필요합니다, 전자기 렌즈, 그리고 특별히 준비된 샘플.
전자 현미경은 전자의 입자와 유사한 거동을 활용하는 반면, 가시 광의 파동 특성에 의존합니다..
어떤 배율 전력이 가능합니다?
광학 현미경의 최대 유용한 배율은 1000-1500x입니다. 일부 고급 리서치 등급 도구 2000x에 도달 할 수 있습니다.
그 동안에, 전자 현미경은 세부 사항을 최대로 해결할 수 있습니다 2 알몸 인간의 눈에 보이는 것보다 백만 배 더 작습니다..
전자의 작은 파장은 전자 현미경이 광학 현미경에 의해 활용 된 가시 광선의 파장에 비해 훨씬 더 큰 확대 전력을 달성 할 수 있도록합니다..
그들의 해결 전력은 어떻게 비교됩니까??
해상도는 여전히 별도의 엔티티로 구별 할 수있는 두 객체 사이의 최소 거리입니다..
가벼운 현미경에 가장 적합한 해상도는 주변에 있습니다 200 나노 미터. 하지만, 전자 현미경은 물체를보다 적게 해결할 수 있습니다 0.2 훨씬 짧은 전자 파장 덕분에 나노 미터 떨어져 있습니다.
이것은 단백질 어셈블리와 같은 작은 세포 구조를 시각화 할 수 있습니다, 바이러스, 광학 현미경이 해결할 수없는 개별 원자조차도 해결할 수 없습니다.
전자 현미경은 광학 현미경에서 보이지 않는 나노 스케일 세부 사항을 보여주는 훨씬 우수한 해상도 기능을 제공합니다..
어떤 샘플 준비가 필요합니다?
가벼운 현미경은 유리 슬라이드의 얇은 부분 또는 번짐 만 필요합니다.. 얼룩은 대비를 증가시키는 데 사용될 수 있습니다. 쉬운 절차는 살아있는 세포 또는 조직의 빠른 영상을 허용합니다..
이에 비해, 전자 현미경은 복잡한 것을 요구합니다, 다단계 처리. 샘플은 화학적으로 고정되어 있습니다, 탈수, 에폭시 수지에 내장, 마이크로톰 섹션, 보기 전에 중금속으로 염색됩니다. 살아있는 세포는이 가혹한 준비에서 살아남을 수 없습니다.
광학 현미경은 간단하게 가능합니다, 생물학적 표본의 빠른 영상, 전자 현미경은 길기가 필요합니다, 살아있는 세포와 호환되지 않는 파괴적인 처리.
각 현미경에 어떤 종류의 생물학적 연구가 적합합니까??
하부 배율은 광학 현미경 하에서 살아있는 세포 이미징을 제한합니다.. 그러나 광학 현미경은 혈액의 임상 분석에서 탁월합니다, 오줌, 그리고 가래. Brightfield 또는 형광등 현미경은 조직에 대한 중요한 데이터를 제공합니다., 미생물, 그리고 세포. 온전한 유기체도 볼 수 있습니다.
대조적으로, 전자 현미경은 전송 및 스캐닝 양식을 통해 대체 할 수없는 초 구조적 세부 사항을 제공합니다.. 미세 소관과 같은 내부 세포 특징, 미토콘드리아, 소포체, 거대 분자 복합체는 쉽게 시각화되고 분석됩니다.
가벼운 현미경은 살아있는 생활 또는 최소 준비 샘플의 세포 및 조직 수준의 영상에 이상적입니다., 전자 현미경은 나노 미터 규모의 초고속 뷰를 특별히 가공했습니다., 고정 된 세포와 조직.
기술 사이에 다른 주요 차이점이 존재합니다?
- 광학 현미경은 조명에 가시 광선을 사용합니다, 전자는 전자 현미경에서 이미징 공급원 역할을하는 동안.
- 유리 렌즈는 가벼운 현미경으로 이미지를 확대하기 위해 초점 빛, 그러나 전자기장은 전자 현미경에서 전자를 조작하기위한 렌즈 역할을합니다..
- 전자 현미경의 대비를 제공하기 위해 중금속 얼룩이 사용되어야합니다..
- 가벼운 현미경은 컬러 이미지를 생성합니다, 그러나 전자 현미경의 이미지는 흑백입니다.
- 가벼운 현미경은 실험실 벤치에서 사용하기 쉽습니다. 하지만, 전자 현미경은 실질적인 구성 요소를 수용하기 위해 전체 공간이 필요합니다..
- 전자 현미경은 전자가 공기를 통해 전파 될 수 없기 때문에 높은 진공 상태에서 작동합니다..
조명 소스, 렌즈, 얼룩, 이미지 특성, 유용성, 그리고 필요한 작동 조건은 빛과 전자 현미경간에 급격히 다릅니다..
어떤 현미경이 연구에 더 많은 가치를 제공합니다?
광 및 전자 현미경은 필수 불가능한 것을 제공합니다, 생물학에 대한 보완적인 장점. 광학 현미경은 빠른 임상 진단을 가능하게합니다, 뉴런이나 면역 세포와 같은 살아있는 세포의 평가, 및 미생물의 영상. 전자 현미경을 부여하는 연구원들은 나노 미터 규모에서 세포 구조에 대한 비교할 수없는 견해를 부여합니다., 광학 배율의 한계를 초과합니다. 두 기술의 통찰력을 사용하면 크기 규모의 생물학적 구조에 대한보다 완전한 이해가 제공됩니다..
빛과 전자 현미경은 보완 파트너로 간주되어야합니다., 경쟁 기술이 아닙니다. 둘 다 과학적 지식과 발견을위한 독특한 이점을 제공합니다..
이러한 기술에 대한 미래는 무엇입니까??
혁신은 한계를 완화하면서 각 현미경 접근법의 고유 한 강점을 증폭 시키려고합니다.. 초-해상도 형광 현미경은 이제 분자 특이성 및 살아있는 세포 영상을 제공하는 동안 전자 현미경으로 제한된 해상도에 도달합니다.. 새로운 스캐닝 전자 현미경 설계는 완전히 수화 된 연구를 가능하게합니다., 살아있는 세포. 상관 현미경은 여러 가지 양식을 통합합니다, 전체 세포에서 분자 복합체로의 브리징 크기 스케일 촉진.
하지만, 중대한 장벽이 남아 있습니다. 살아있는 세포에서 동적 세포 내 과정의 일상적인 전자 현미경은 여전히 매우 도전적입니다.. 대부분의 초 고해상도 방법은 전자 현미경과 유사한 샘플 준비에 의존하여 고정 된 세포가 필요합니다.. 그러나 미래는 현미경의 경우 밝습니다, 전통적인 빛과 전자 현미경이 일상에 대한 비교할 수없는 장점을 유지하더라도, 고품질 생물학적 영상.
약속하면서, 신흥 현미경 혁신은 현재 대부분의 생물학적 영상 요구에 대한 전통적인 조명 및 전자 현미경에 대한 제한된 이점을 제공합니다..
결론
빛과 전자 현미경은 현대 생물 과학의 필수 기둥입니다, 근본적으로 다른 운영 원칙에 의존 함에도 불구하고. 광학 현미경은 직관적 인 색상 대비를 가진 살아있는 시스템의 빠른 이미징에서 뛰어납니다.. 전자 현미경은 연구원들에게 나노 미터 규모의 세포 경관의 견해를 갖는 힘을 발휘합니다.. 신흥 기술은 계속해서 큰 능력을 약속합니다, 일상적인 이미징에 대한 타의 추종을 불허하는 강점을 감안할 때 두 기술 모두 확고하게 확립 될 것입니다.. 그들의 보완적인 장점은 빛과 전자 현미경이 가까운 미래에 대한 귀중한 생물학적 통찰력을 계속 제공 할 수 있도록 보장합니다..
