आपल्याला सूक्ष्मदर्शकाबद्दल काय माहिती आहे?

" शरीरशास्त्राशिवाय कोणतेही कार्य होत नाही ". कॅमिलो गोल्गी, 1906 मध्ये वैद्यकशास्त्रातील नोबेल पारितोषिक, XNUMX व्या शतकाच्या शेवटी मध्यवर्ती आणि परिधीय चेतापेशींवरील त्यांच्या अभ्यासाबद्दल हे लिहिले. दुसऱ्या शब्दांत, कार्य पेशींचा आकार बदलतो आणि म्हणूनच त्याची शारीरिक यंत्रणा समजून घेण्यासाठी सूक्ष्म निरीक्षणे आवश्यक बनतात.

हा योगायोग नाही की ज्याला समजले की तंत्रिका केबल्सच्या संचाने बनलेली आहे आणि रक्तवाहिन्यांप्रमाणेच आतमध्ये मऊ पदार्थ असलेल्या एका प्रकारच्या चॅनेलचे प्रतिनिधित्व करत नाही, तो 1715 मध्ये अँटोन व्हॅन लीव्हेनहोक होता.

Leeuwenhoek आणि सूक्ष्मदर्शक

लीऊवेनहोक, डच ऑप्टिशियन आणि निसर्गशास्त्रज्ञ, ऑप्टिकल मायक्रोस्कोपचा शोधकर्ता म्हणून ओळखला जातो; म्हणून, ज्याने प्रथम, तीव्रतेने आणि तंतोतंत, काही नैसर्गिक घटनांचे निरीक्षण केले जसे की केशिकांमधील लाल रक्तपेशींचे अभिसरण, नर जंतू पेशींचे अस्तित्व, प्रथम अचूक ओळख लेन्सची लॅमेलर रचना, प्रोटोझोआ आणि बॅक्टेरियाचा शोध ज्याला "लहान प्राणी" म्हणतात. साहजिकच त्यावेळच्या सर्वोत्कृष्ट ऑप्टिकल लेन्सची उपलब्धता नव्हती, जी त्याने स्वतः तयार केली होती.

1692 मध्ये लंडनच्या रॉयल सोसायटीला लिहिलेल्या पत्रात लीउवेनहोकने आपल्या काही समकालीनांच्या टीकेला उत्तर देताना असे लिहिले:

आदरणीय गृहस्थांनो, मला चांगले माहीत आहे की मी जे अहवाल लिहितो आणि तुम्हाला वेळोवेळी पाठवतो ते नेहमी एकमेकांशी सहमत नसतात आणि त्यांच्यात विरोधाभास आढळतात; ज्याद्वारे मी पुन्हा एकदा सांगू इच्छितो की जोपर्यंत मला माहिती मिळत नाही तोपर्यंत किंवा माझी निरीक्षणे मला इतरत्र नेत नाही तोपर्यंत मला माझ्याकडे असलेल्या डेटावर चिकटून राहण्याची सवय आहे; आणि माझी पद्धत बदलण्यास मला कधीही लाज वाटणार नाही.

अशा प्रकारे आधुनिक मायक्रोस्कोपीचा जन्म झाला, म्हणजे, निसर्गाचा अल्प प्रमाणात अभ्यास, जो आजही आधुनिक वैज्ञानिक संशोधनाच्या तपासाच्या मुख्य साधनांपैकी एक आहे. परंतु या विज्ञानाचा जन्म आणि उत्क्रांती अधिक चांगल्या प्रकारे समजून घेण्यासाठी, आपण अनेक अंतर्ज्ञान आणि शोधांचा संदर्भ घेतला पाहिजे ज्यात प्राचीन काळातील पहिल्या प्रयत्नांपासून आधुनिक विज्ञानाच्या आश्चर्यकारक निरीक्षणांपर्यंत या विषयाच्या विकासाला आकार दिला गेला आहे.

हेलेनिक आणि इस्लामिक परंपरेत प्रकाश

जरी सूक्ष्मदर्शक हा तुलनेने अलीकडील शोध असला तरी, प्रकाशाच्या घटनेच्या अभ्यासाने पुरातन काळातील अनेक महान विचारांना स्वारस्य दिले आहे आणि विविध विचारसरणींमधील वादविवादांना जन्म दिला आहे; आम्ही आधीच अरिस्टॉटल किंवा युक्लिड सारख्या महान विचारवंतांचे ऋणी आहोत, जे BC IV आणि III शतके दरम्यान जगले, ज्यांचे पहिले औपचारिकीकरण आम्ही दृष्टी आणि प्रकाशाच्या किरणांच्या संकल्पनेचे लिखित पुरावे दिले आहेत. आधीच XNUMX रा शतक BC मध्ये. C. आर्किमिडीजच्या प्रसिद्ध ज्वलंत आरशांचा वापर दुसऱ्या प्युनिक युद्धादरम्यान प्रसिद्ध झाला, जरी तो अद्याप ऐतिहासिकदृष्ट्या सिद्ध झालेला नाही.

रोम

या संदर्भात सर्वात कागदोपत्री उदाहरणे अशी आहेत की रोमन जगातून येतात. किंबहुना, प्राचीन रोमन लोकांनी सूर्याची किरणे एकाग्र करण्यासाठी आणि अग्नी मिळविण्यासाठी कमी-जास्त प्रमाणात काचेच्या गोलाकारांचा वापर केला होता, हे बर्‍याच काळापासून मान्य केले गेले आहे. 3500 ते 1200 ईसापूर्व काळातील कांस्ययुगातील नॉसॉसच्या शोधांनुसार लेन्स तंत्रज्ञान रोमन सभ्यतेपेक्षाही जुने असल्याचे दिसते. c

पोम्पेई

विलक्षण अचूकता आणि नियमिततेच्या क्रिस्टल प्रिझम्स व्यतिरिक्त (स्पेक्ट्रमच्या रंगांमध्ये प्रकाश मोडण्यासाठी वापरला जातो), ते उत्खननातून देखील येतात. प्राचीन पोम्पी लहान गोलाकार जहाजे, किंचित बहिर्वक्र, स्पष्ट आणि मोठे प्रतिमा प्रदान करण्यास सक्षम. दुर्दैवाने, जवळजवळ कोणतेही साहित्यिक स्त्रोत नाहीत जे या वस्तूंना दृष्टी साधने म्हणून बोलतात. हे प्लिनी द एल्डरने दिले होते जेव्हा सम्राट नीरो, कदाचित मायोपिक, मोठ्या पॉलिश केलेल्या पाचूच्या माध्यमातून ग्लॅडिएटरची मारामारी पाहत असे.

ओटिका आणि कॅटोप्ट्रिका

युक्लिडकडे परत आल्यावर, आम्ही लक्षात घेतो की ते भूमितीच्या प्रसिद्ध पाच सूत्रांचे लेखक होते ज्यात बिंदू, रेखा आणि समतल संकल्पना आहेत; या मूलभूत संकल्पना एकत्र आल्या Ottica e Catoptrica काम जेथे दृष्टीकोन घटक समाविष्ट आहेत, द समतल आणि गोलाकार आरशातील परावर्तनाचा अभ्यास आणि, प्रथमच, भौतिक रचनेशिवाय दृश्य किरणांची संकल्पना परिभाषित केली आहे. हे युक्लिडला भौमितिक प्रात्यक्षिकांच्या वैशिष्ट्यपूर्ण पद्धतीचा प्रकाश घटनांच्या क्षेत्रापर्यंत विस्तार करण्यास अनुमती देते.

तथापि, या स्वयंसिद्धांचे स्वरूप डोळ्यांद्वारे उत्सर्जित होणाऱ्या किरणांद्वारे दृष्टी होते या कल्पनेने सशक्त आहे: प्रकाशाचा बहिर्मुखी सिद्धांत. दृष्टीच्या अधिक प्रगत सिद्धांतापर्यंत पोहोचण्यासाठी, अरब अल्हाझेन (965-1039) च्या सिद्धांतांसह XNUMX व्या शतकापर्यंत प्रतीक्षा करणे आवश्यक होते. अल्हाझेनच्या मते, किरणांशिवाय डोळा वस्तू "जाणू" शकत नाही जे तुम्हाला मर्यादित वेगासह पाठवते; प्रकाशाचे खरे अस्तित्व असणे आवश्यक आहे कारण जेव्हा तो खूप तीव्र असतो तेव्हा तो डोळ्यांना नुकसान पोहोचवू शकतो आणि दुय्यम प्रतिमा निर्माण करू शकतो.

सूक्ष्मदर्शकाचा शोध

आधुनिक लोकांच्या खऱ्या पूर्ववर्ती सूक्ष्मदर्शकाचा जन्म पाहण्यासाठी बारोक युगापर्यंत प्रतीक्षा करणे आवश्यक आहे. 1609 वे शतक हा सर्वसाधारणपणे विज्ञानासाठी अनेक देशांसाठी एक फलदायी काळ आहे, खरं तर असे म्हटले पाहिजे की बेकन, बॉयल, कोपर्निकस, लीबनिझ आणि इतर अनेकांसह खरी वैज्ञानिक क्रांती झाली. तथापि, असे म्हटले पाहिजे की मायक्रोस्कोपीच्या इतिहासात XNUMX च्या तुलनेत कोणतीही थकबाकी तारीख नाही, ज्या वर्षी गॅलीलियो गॅलीली (१५६४-१६४२) प्राथमिक दुर्बिणीने बनवले होते.

कापड निर्माते आणि सूक्ष्मदर्शक

शिवाय, हे योगायोग नाही की नेदरलँड हे सूक्ष्मदर्शकासारख्या उपकरणाचा पाळणा होता, कारण XNUMX व्या शतकात या देशाने कापड क्षेत्रासाठी आणि त्याच वेळी सिरॅमिक्स आणि माजोलिकाच्या उत्पादनासाठी एक महत्त्वपूर्ण व्यावसायिक क्रॉसरोड दर्शविला होता. . या शेवटच्या कार्यशाळांमधून, कदाचित उत्पादन प्रक्रियेचे दुय्यम उत्पादन म्हणून, सर्व संभाव्यतेने वितळलेल्या काचेचे थेंब आले जे फॅब्रिक उत्पादक टेक्सचर चांगल्या प्रकारे नियंत्रित करण्यासाठी लहान भिंग चष्मा म्हणून वापरतात उत्पादन टप्प्यात. अँटोनी व्हॅन लीउवेनहोक (१६३२-१७२३), सुरुवातीला फॅब्रिक स्टोअर मॅनेजर, घनरूप काचेच्या मण्यांनी बनवलेला हा पहिला वापर होता; नंतर, बहुधा नैसर्गिक शास्त्रांमध्ये त्याची आवड होती ज्याकडे त्याचा नैसर्गिकरित्या कल होता.

म्हणून, व्हॅन लीउवेनहोक हे पहिले सूक्ष्मदर्शक मानले जाऊ शकते वैज्ञानिक संशोधन हेतूंसाठी वापरण्यासाठी विशेषतः संकल्पित आणि ऑप्टिमाइझ केले होते. आश्चर्याची गोष्ट नाही की, त्या वेळी त्याला एक हुशार संशोधक म्हणून उद्धृत केले गेले

[...] ने सूक्ष्मदर्शकांची रचना केली आहे जी आतापर्यंत पाहिलेल्यापेक्षा जास्त आहे…

खरं तर, लीउवेनहोकच्या सूक्ष्मदर्शकामध्ये मेटल सपोर्टवर बसवलेल्या एका लेन्सचा समावेश असतो, ज्यामध्ये स्क्रू मेकॅनिझमद्वारे समायोज्य फोकस असलेल्या विशेष नमुना धारकासह सुसज्ज असते आणि कृत्रिम प्रकाश वापरण्याची तरतूद असते. हे घटक, स्थापनेव्यतिरिक्त, त्या क्षणापासून, कोणत्याही ऑप्टिकल सूक्ष्मदर्शकाचा पाया, आधीपासून आधुनिक चव असलेल्या नैसर्गिक घटनांच्या अभ्यासासाठी एक पद्धत गृहीत धरा.

अर्काना निसर्ग

Leeuwenhoek अधिकृत मान्यता सह संरक्षित होते, त्याच्या प्रयोगशाळेला जगभरातील शैक्षणिक आणि राजकीय व्यक्तींनी भेट दिली (रशियाच्या झार पीटर द ग्रेटची प्रसिद्ध भेट). लीउवेनहोक यांचे वयाच्या ९१ व्या वर्षी निधन झाले. 26 ऑगस्ट, 1723 रोजी, 1722 मध्ये "अर्काना निसर्ग" या शीर्षकाखाली प्रकाशित झालेल्या त्यांच्या अनेक पत्रांचा आणि अहवालांच्या संपूर्ण संग्रहाची लॅटिन आवृत्ती पाहिल्यानंतर.

पुढील शतकांतील विद्वानांचे प्रयत्न अधिक शक्तिशाली सूक्ष्मदर्शक तयार करण्यासाठी आणि नव्याने शोधलेल्या मायक्रोवर्ल्डचे पद्धतशीरीकरण, वर्गीकरण आणि प्रमाणीकरण करण्यासाठी पूर्णपणे समर्पित असतील. या अर्थाने, इंग्रज रॉबर्ट हूक (1635-1703) यांचे योगदान मूलभूत आहे, जे ऑप्टिकल मायक्रोस्कोपीच्या तुलनेत लवचिकतेवरील अभ्यासासाठी अधिक लक्षात ठेवले जाते. हुक या संपूर्ण अभ्यासकाने सूक्ष्मदर्शकात सुधारणा केल्या, त्यात नवीन ऑप्टिकल प्रणाली आणि नवीन प्रदीपन प्रणाली बसवली. यामुळे त्याला अनेक शोध लावता आले, जसे की कॉर्कमधील पोकळी, भिंतींनी विलग केलेल्या, ज्याला तो म्हणतो. पेशी. आयझॅक न्यूटन, कदाचित त्या काळातील महान शास्त्रज्ञ, यांच्याशी झालेल्या वादात, त्यांनी कॉर्पस्क्युलर सिद्धांताच्या विरूद्ध प्रकाशाच्या लहरी सिद्धांताच्या कल्पनेचे समर्थन केले.

XNUMXव्या आणि XNUMXव्या शतकातील सूक्ष्मदर्शकाची उत्क्रांती: ऑप्टिकल मायक्रोस्कोपपासून इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोपपर्यंत

XNUMX व्या शतकात तयार केलेल्या कंपाऊंड मायक्रोस्कोपमध्ये हळूहळू सादर केलेल्या सुधारणा अनिवार्यपणे यांत्रिक रचनेशी संबंधित होत्या. मध्ये काही प्रगती झाली असली तरी लेन्स निर्मिती तंत्र, ऑप्टिकल कामगिरी अजूनही खराब होती. हे काचेच्या गुणवत्तेमुळे आणि लेन्समधील दोन गंभीर दोषांमुळे होते: गोलाकार विकृती आणि रंगीत विकृती, ज्यामुळे अस्पष्ट आणि इंद्रधनुषी प्रतिमा निर्माण झाल्या.

शिवाय, प्रत्येक सुधारणा नेहमी आणि केवळ अनुभवजन्य आधारावर होते आणि म्हणूनच ते हस्तनिर्मित उत्पादने होते. दुरुस्त करण्यासाठी, या विकृतींना अनेक लेन्स जोडणे आवश्यक आहे आणि म्हणूनच, XNUMX व्या शतकाच्या मध्यापर्यंत अशा प्रणाली साकारल्या जाऊ शकल्या नाहीत.

अर्न्स्ट अॅबे

त्या क्षणापासून, सैद्धांतिक अभ्यास आणि तांत्रिक प्रगती हातात हात घालून गेली. या काळातील सर्वात प्रातिनिधिक व्यक्तिमत्व जर्मन अर्न्स्ट अॅबे (1840-1905) होते सूक्ष्मदर्शकाचे गुणात्मक ते परिमाणवाचक साधनात रूपांतर केले; मायक्रोस्कोप ऑप्टिक्स आणि सामान्यत: लेन्सचे आधुनिक तंत्रज्ञान ज्यावर आधारित आहे त्यापैकी अनेक तत्त्वे त्याच्यामुळे आहेत; ऍबेने प्रसिद्ध जेना ऑप्टिकल वर्कशॉप्समध्ये कार्ल झीस (1816-1888) सोबत सहकार्य केले.

काचेच्या विखुरलेल्या शक्तीचे वैशिष्ट्य दर्शवण्यासाठी आणि त्याच्या संख्यात्मक छिद्राचे कार्य म्हणून सूक्ष्मदर्शकाच्या उद्दिष्टाच्या रिझोल्यूशनशी संबंधित अभिव्यक्ती त्याने त्याचे नाव (अब्बे क्रमांक) धारण केली. मायक्रोस्कोप ऑप्टिक्स आणि सामान्यतः लेन्सचे आधुनिक तंत्रज्ञान ज्या तत्त्वांवर आधारित आहे त्यापैकी अनेक तत्त्वे त्याच्यामुळे आहेत. ऍबेने प्रसिद्ध जेना ऑप्टिकल वर्कशॉप्समध्ये कार्ल झीस (1816-1888) सोबत सहकार्य केले.

ऑगस्ट कोहलर

1900 ऑगस्ट पासून कोहलर (1866-1948) यांनी जेनामध्ये देखील काम केले, ज्यांनी मायक्रोफोटोग्राफीचा सामना केला आणि मायक्रोस्कोपसाठी आता सर्वत्र स्वीकारली जाणारी प्रदीपन प्रणाली परिपूर्ण केली; XNUMXव्या शतकाच्या शेवटी, उत्कृष्ट सरळ आणि उलटी साधने बाजारात आधीच अस्तित्वात होती.

1903 मध्ये रिचर्ड झ्सिग्मंडी (1865-1929) यांनी तथाकथित अल्ट्रामायक्रोस्कोप विकसित केला, जो प्रकाशाच्या तरंगलांबीपेक्षा लहान परिमाण असलेल्या कोलाइडल कणांचा अभ्यास करण्यास अनुमती देतो; आणि त्यानंतरच्या दशकांमध्ये वेग कमी झाला नाही: नवीन तंत्रे जसे की फेज कॉन्ट्रास्ट, हस्तक्षेप पद्धती आणि प्रतिबिंब मायक्रोस्कोपी त्यांनी ऍप्लिकेशनची नवीन फील्ड उघडली तर इतर सुप्रसिद्ध तंत्रे परिपूर्ण झाली, जसे की फ्लोरोसेन्स, कॉन्ट्रास्ट इंटरफेरन्स आणि ध्रुवीकरण. रेडिएशन

इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोपी

आधीच 30 च्या दशकात, इलेक्ट्रॉन सारख्या प्राथमिक कणांची व्याख्या आणि त्यांचे वर्तन स्पष्ट करण्यासाठी लहर/कण द्वैतवादाचा परिचय करून, प्रकाशाच्या तरंगलांबीद्वारे लादलेल्या ऑप्टिकल सूक्ष्मदर्शकाच्या अवकाशीय रिझोल्यूशनवर मर्यादा आल्याने वेळ योग्य होता. , पूर्णपणे नवीन दृष्टीकोनाच्या संदर्भात मागे टाकले जाऊ शकते: इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोपी. पहिला इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शक 1933 मध्ये जर्मन भौतिकशास्त्रज्ञ अर्न्स्ट रुस्का (1906-1988) आणि मॅक्स नॉल (1897-1969) यांनी बांधला होता. रस्का स्वतः, अनेक वर्षांनंतर, त्या काळाचा अभ्यास आणि संशोधनाचा फलदायी काळ म्हणून उल्लेख करेल:

त्याच्या पदवीनंतर (1931), जर्मनीतील आर्थिक परिस्थिती खूपच कठीण झाली होती आणि विद्यापीठात किंवा उद्योगात समाधानकारक स्थान मिळणे शक्य वाटत नव्हते. त्यामुळे, हाय व्होल्टेज इन्स्टिट्यूटमध्ये पीएचडीचा विद्यार्थी म्हणून माझा उपक्रम विनामूल्य चालू ठेवता आल्याने मला आनंद झाला...”.

XNUMX व्या शतकाच्या उत्तरार्धात आणि स्कॅनिंग प्रोब मायक्रोस्कोपी

हे अजूनही क्वांटम मेकॅनिक्सच्या नियमांचे प्रगतीशील पद्धतशीरीकरण आहे जे सूक्ष्म जगाची अधिक तपशीलवार तपासणी करण्यासाठी नवीन उपाय सुचवते, अगदी त्याचे अंतरंग स्वरूप प्रकट करण्यापर्यंत देखील जाते, म्हणजे, रेणू आणि अणू. पूर्वी घडलेल्या गोष्टींपेक्षा, 1980 च्या दशकात काही उत्कृष्ट कल्पना अशा संदर्भांमध्ये विकसित केल्या गेल्या ज्या आधीपासूनच बौद्धिकदृष्ट्या खुल्या होत्या आणि जे फार वाईट नाही, मानवी, तांत्रिक आणि आर्थिक संसाधने पुरेशा प्रमाणात संपन्न आहेत.

जॉर्ज गॅमो

जॉर्ज गॅमो (तथाकथित कॉस्मिक बॅकग्राउंड रेडिएशनचा शोधकर्ता) यांच्या कल्पनेतून 1928 मध्ये तयार करण्यात आलेल्या बोगद्याच्या प्रभावाच्या अस्तित्वाची कल्पना आहे, हे दोन जर्मन भौतिकशास्त्रज्ञ गर्ड बिनिग (1947) आणि हेनरिक रोहरर (1933- 2013) 1981 मध्ये, झुरिचमधील IBM संशोधन प्रयोगशाळेत काम करत असताना, पहिला स्कॅनिंग टनेलिंग मायक्रोस्कोप झाला.

हे सूक्ष्मदर्शक तपास आणि नमुन्याचा अभ्यास करत असलेल्या पृष्ठभागाच्या दरम्यान एक कमकुवत विद्युत प्रवाह शोधण्यासाठी सूक्ष्म सुई प्रोबचा वापर करते, ज्याची तपासणी अणू आणि रेणूंच्या आकारापेक्षा सैद्धांतिकदृष्ट्या लहान रिझोल्यूशनपर्यंत केली जाऊ शकते. या शोधामुळे त्याच्या शोधकर्त्यांना 1986 चा भौतिकशास्त्रातील नोबेल पारितोषिक मिळाले. एनर्स्ट रुस्का यांनाही हे पारितोषिक उशिराने देण्यात आले हे उल्लेखनीय आहे. "इलेक्ट्रॉन ऑप्टिक्समधील त्याच्या मूलभूत कामासाठी आणि पहिल्या इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोपच्या डिझाइनसाठी".

स्कॅनिंग मायक्रोस्कोपी

त्याच संदर्भात, परंतु जवळच ठेवलेल्या एका छोट्या तपासणीवर पृष्ठभागाच्या अणूंनी केलेल्या विद्युत शक्तीच्या आधारावर, अणुशक्ती सूक्ष्मदर्शकाचा शोध लावला गेला (1982) (स्वतः बिनिंगच्या सहकार्याने), ज्याची निर्मिती संयुक्त योगदानावर अवलंबून आहे. कॅल्विन क्वेट (1923-2019) आणि क्रिस्टोफ गर्बर (1942) यांच्यासह इतर विद्वानांचे. या सूक्ष्मदर्शकामुळे अर्जाचा विस्तार करणे शक्य झाले जैविक नमुन्यांसह विस्तृत श्रेणीतील नमुन्यांची तपासणी मायक्रोस्कोपी.

विविध प्रकार आणि अनुप्रयोगांच्या विस्तृत श्रेणीमुळे, हे तंत्र आज, सर्व संभाव्यतेनुसार, नॅनोटेक्नॉलॉजीच्या क्षेत्रातील पृष्ठभागांच्या अभ्यासासाठी सर्वात अष्टपैलू आहे. आज, खरं तर, सूक्ष्मदर्शकांचं उद्दिष्ट पृष्ठभागांच्या स्वरूपाविषयी अधिकाधिक संपूर्ण माहिती मिळवणं आणि आधुनिक सूक्ष्मदर्शकं एकाच उपकरणात, वेगवेगळ्या निसर्गाच्या नमुन्यांच्या अभ्यासाशी जुळवून घेण्यासाठी विविध तंत्रे एकत्रित करतात.

ऑप्टिक्सच्या पुनर्जागरणापासून ते नॅनोस्कोपपर्यंत

XNUMX व्या शतकाच्या उत्तरार्धात झालेल्या लेसर स्त्रोतांच्या विकासाने अधिक शास्त्रीय ऑप्टिकल क्षेत्राचा एक नवीन विकास दर्शविला, खरेतर असे म्हणता येईल की क्ष-किरणांनंतर प्रकाशशास्त्रातील सर्वात महत्त्वाचा शोध होता. लेसर प्रकाशाची वैशिष्ट्ये (अत्यंत सुसंगतता, उच्च तीव्रता आणि एकल तरंगलांबी) परवानगी देतात विकृती आणि विकृतीच्या घटना टाळा पारंपारिक तप्त झाल्यावर प्रकाशमान होणार्‍या दिव्यांच्या प्रकाशाचे वैशिष्ट्य.

1955 मध्ये, गणितातील डॉक्टरेट प्रबंधाच्या निमित्ताने, मार्विन ली मिन्स्की (1927-2016), आर्टिफिशियल इंटेलिजेंसच्या संस्थापकांपैकी एक, कॉन्फोकल मायक्रोस्कोप, युगासाठी अभूतपूर्व रिझोल्यूशन आणि प्रतिमा गुणवत्ता असलेले ऑप्टिकल इन्स्ट्रुमेंट बद्दल सिद्धांत मांडला. जसे तो स्वतः म्हणतो:

1956 मध्ये, मी माझ्या कॉन्फोकल मायक्रोस्कोपचे पेटंट घेतले, परंतु कोणी दुसरे तयार करण्यापूर्वी पेटंट कालबाह्य झाले. आम्ही स्क्रीन किंवा लोगोचे पेटंट घेण्याची तसदी घेतली नाही, ते पूर्णपणे स्पष्ट शोध आहेत असे समजून. असे दिसते की स्पष्टपणे पेटंटशी संबंधित नाही.

कॉन्फोकल मायक्रोस्कोप

कॉन्फोकल मायक्रोस्कोप लेसर स्त्रोताच्या वापराद्वारे पारंपारिक फ्लूरोसेन्स मायक्रोस्कोपपेक्षा संरचनात्मकदृष्ट्या भिन्न आहे परंतु सर्वात महत्त्वाचे म्हणजे ऑप्टिकल मार्गाच्या बाजूने डायाफ्रामच्या उपस्थितीमुळे जे नमुन्याच्या फोकसच्या वरच्या आणि खाली असलेल्या भागांमधून येणारे सिग्नल वगळण्याची परवानगी देते, अशा प्रकारे सह प्रथमच प्रतिमा प्रदान करत आहे त्रिमितीय माहिती. प्रत्यक्षात, कॉन्फोकल मायक्रोस्कोप 80 च्या दशकाच्या उत्तरार्धात प्रयोगशाळांमध्ये प्रवेश करते जेव्हा लेसर आणि संगणक तंत्रज्ञान तुलनेने सुलभ आणि पुरेसे शक्तिशाली बनले. हे सध्या बायोमेडिकल वैज्ञानिक संशोधनामध्ये मूलभूतपणे महत्त्वाचे साधन आहे.

कॉन्फोकल मायक्रोस्कोप हे ऑप्टिक्सच्या क्षेत्रासाठी तांत्रिक उद्दिष्ट नसून लेसर तंत्रज्ञानावर आधारित नवीन संशोधन तंत्रांच्या भरभराटीसाठी एक प्रारंभिक बिंदू दर्शवते. नवीन फ्लोरोसेंट मार्करचा वापर, जसे की TIRF (एकूण अंतर्गत परावर्तन फ्लोरोसेन्स) मायक्रोस्कोपी, लाइव्ह सेल इमेजिंग, कॉन्फोकल स्पेक्ट्रल मायक्रोस्कोपी, वेगवेगळ्या इमेजिंग तंत्रांचा वापर, मॉर्फोफंक्शनल विश्लेषण FRAP (फोटोब्लीचिंग आफ्टर फ्लूरोसेन्स रिकव्हरी), FRET (फ्लुरोसेन्स रेझोनान्स एनर्जी ट्रान्सफर), FLIM (फ्लुरोसेन्स लाइफटाइम इमेजिंग), FCS (फ्लोरोसेंट कॉरिलेशन स्पेक्ट्रोस्कोपी) आणि शेवटी नमुन्यामध्ये प्रकाशाच्या पॉवर पेनिट्रेशनमध्ये लक्षणीय वाढ मिळविण्यासाठी मल्टीफोटॉन लेसरचा वापर समाविष्ट आहे. .

STED मायक्रोस्कोपी

या शतकाची सुरुवातीची वर्षे देखील कल्पक नवीन कल्पनांच्या विकासाद्वारे चिन्हांकित आहेत ज्यांनी प्रकाशाच्या स्वरूपाद्वारे लादलेल्या मर्यादेच्या पलीकडे ऑप्टिकल रिझोल्यूशन ढकलले आहे. खरं तर, आम्ही सुपर रिझोल्यूशनबद्दल बोलत आहोत, जे तीन मुख्य भिन्न दृष्टिकोनांमुळे प्राप्त झाले आहे: lस्टीफन हेल (1962) यांनी विकसित केलेली STED मायक्रोस्कोपी, 2014 मध्ये रसायनशास्त्रातील नोबेल पारितोषिक, संरचित प्रकाश मायक्रोस्कोपी ज्याचा जन्म मॅट्स गुस्टाफसन (1960-2011) यांना झाला. ), आणि स्थानिकीकरण मायक्रोस्कोपी, Xiaowei Zhuang (1972) द्वारे हार्वर्ड प्रयोगशाळांमध्ये सादर केली गेली, पारंपारिक ऑप्टिकल मायक्रोस्कोपीपेक्षा 10 पट जास्त रिझोल्यूशनसह एकल रेणू दृश्यमान करण्यास सक्षम आहे.

सुपर-रिझोल्यूशन तंत्राचा परिचय आधुनिक प्रकाश सूक्ष्मदर्शकास कारणीभूत ठरला, ज्याला वाजवीपणे म्हटले जाऊ शकते. "नॅनोस्कोप". मॉर्फोलॉजिकल विश्लेषणाच्या चांगल्या एकत्रीकरणासाठी इलेक्ट्रॉनिक मायक्रोस्कोपसह अधिकाधिक संवाद साधा. आज, सूक्ष्मदर्शक हे प्रयोगशाळेतील एक अपरिवर्तनीय साधन आहे आणि ते वैज्ञानिक संशोधनाचे प्रतीक बनले आहे.

मायक्रोस्कोपीचे भविष्य

सूक्ष्मदर्शक निःसंशयपणे विज्ञानाच्या इतिहासातील एक महान क्रांती होती, जी सूक्ष्मजीवशास्त्र, सायटोलॉजी आणि सेल बायोलॉजीचा जन्म दर्शवते. गेल्या 100-150 वर्षात वैद्यकीय संशोधनाने जी मोठी झेप घेतली आहे, त्या नंतरच्या सर्व गोष्टींची सूक्ष्मदर्शकाशिवाय कल्पनाही करता आली नसती.

तंत्रज्ञानाच्या नवीन सीमा आधीच सूक्ष्मदर्शकाद्वारे उत्पादित माहिती आणि कृत्रिम बुद्धिमत्तेचा वापर यांच्यातील विवाह पाहतात. या नवीन शिस्त, म्हणतात दीप लर्निंग, सूक्ष्मदर्शकाने घेतलेल्या प्रतिमांचे विश्लेषण करण्यास सक्षम आहे आणि मायक्रोस्कोपीमध्ये आमूलाग्र बदल करू शकते आणि नवीन शोधांचा मार्ग मोकळा करू शकतो. परंतु सुपर रिझोल्यूशनच्या जनकांपैकी एक असलेल्या मॅट्स गुस्टाफसन यांना हे सर्व आधीच कळले होते जेव्हा ते म्हणाले: “एकदा मायक्रोस्कोप आणि मानवी निरीक्षक यांच्यामध्ये संगणक जोडला गेला की संपूर्ण गेम बदलतो. त्या क्षणी, सूक्ष्मदर्शक हे आता असे उपकरण नाही ज्याने थेट अर्थ लावता येण्याजोगी प्रतिमा निर्माण करणे आवश्यक आहे. आता ते माहिती रेकॉर्ड करण्याचे साधन आहे.

या टप्प्यावर, सूक्ष्मदर्शकाच्या तपासात आणि अभ्यासामध्ये किती अंतरापर्यंत जाणे शक्य आहे हे विचारणे कायदेशीर होईल: सूक्ष्म जगामध्ये माहितीचा जवळजवळ अतुलनीय साठा आहे: पदार्थामध्ये संरचनात्मक, रासायनिक आणि भौतिक गुणधर्म असतात जे मूलभूत स्थिरांक आणि भौतिक नियमांची एकसंधता दर्शविते विश्वाच्या पहिल्या क्षणांमध्ये उद्भवले आणि संभाव्य रूपे, ज्यापैकी बहुतेक अद्याप आपल्या आकलनाच्या पलीकडे आहेत, आपण पाहतो त्या जगाची अकल्पनीय विविधता आहे.