میکروسکوپ

میکروسکوپ چیست

در روزگاران قدیم، کوچکترین موجودات زنده ای که مردم می شناختند آنهایی بودند که به زحمت با چشم دیده می شوند. ولی آیا ممکن بود موجوداتی هم باشند که با چشم دیده نشوند؟ اگر با چشم دیده نمی شدند، با چه وسیله ای ممکن بود آنها را دید. البته در آن زمانم مردم به وسایلی می توانستند کاری کنند که چیزهای خیلی کوچک بزرگتر از آنچه بودند نشان داده شوند. مثلاً بعضی ازمردم متوجه شده بودند که اگر از میان شیشه ای که سطح آن منحنی باشد به چیزهای خیلی کوچک نگاه کنند, آنها بزرگتر از آنچه هستند به نظر می آیند.

با این همه, فقط در حدود سال 1650 میلادی بود که دانشمندان با این شیشه های منحنی به چیزهای خیلی کوچک نگاه کردند و به دقت به بررسی آنها پرداختند و اسم این شیشه ها را, که سطح منحنی داشتند, عدسی گذاشتند, زیر اشکال آنها مثل شکل دانه های عدس بود و معمولاً برای اینکه به چیزهای بسیار کوچک نگاه کنند, بیش از یک عدسی به کار می بردند. عدسی ها را در دو انتهای یک لوله فلزی جا می دادند.

آنهارا طوری بر جا می دادند که چیزهای بسیار کوچک بهتر دیده شوند. اسم این لوله را, با عدسی هایی که درون آن بود, میکروسکوپ گذاشتند.

میکروسکوپ از دو واژه یونانی میکرو به معنی کوچک و سکوپ به معنی دیدن, گرفته شده است. بنابراین میکروسکوپ یعنی دیدن چیزهای کوچک. یکی از موجودات کوچک زنده که دانشمندان بیش از همه آن را مورد مطالعه قرار دادند کک بود. برای همین بود که اسم اولین میکروسکوپ ها را شیشه های ککی گذاشته بودند.

قبل از اختراع میکروسکوپ در اواسط قرن هفدهم, مشاهده سلول مقدور نبود, زیرا سلول واحد بسیار کوچکی است که با چشم غیر مسلح قابل رویت نیست. روبرت هوک اول بار در سال 1665 زیر میکروسکوپ ابتدایی که خود ساخته بود سلولهای مرده را در  برش های چوب پنبه و نوعی کمک مشاهده کرد. این سلولهای تو خالی و متصل به هم, شکل اتاقکهای لانه زنبور را داشتند و هوک آنها را سلولی نامید که به زبان لاتین مفهوم اتاقکهای کوچک را دارد.

چند سال بعد طبیعت شناسی بنام آنتونی وان لیوون هوک سلولهای زنده را در قطره های آبی که از برکه برداشته بود در زیر میکروسکوپ مشاهده کرد و آنها را جانوران کوچک نامید.

لیوونهوک¹ در سال 1683 میلادی, عدسی ساخت که می توانست چیزهای خیلی کوچک را نشان دهد.او فکر می کرد که این چیزهای خیلی کوچک باید موجودات زنده ای باشند. ولی این چیزها به قدری کوچک بودند که فقط مثل نقطه ها و میله های کوچکی به نظر می آمدند. او نمی توانست عدسی دیگری بسازد که آن قدر قوی باشد که بتواند آنها را واضح نشان دهد. این بود که ناچار مطالعه آنها را رها کرد.

بعدها این چیزهای کوچک را که او نخستین بار دید باکتری نامیدند که باکتری از واژه ای یونانی به معنی میله کوچک گرفته شده است. لیوون هوک نخستین کسی بود که میکروبها را دید, و تا صد سال بعد هیچ کس دیگری پیدا نشد که بتواند کاری بهتر از او انجام دهد. سر انجام, در سالهای دهه 1780 میلادی, اوتوفریدریک مولر, زیست شناس دانمارکی ترتیبی داد که میکروبها اندکی واضع تر نشان داده شوند. او نخستین کسی بود که کوشید تا باکتریها را برحسب شلهای متفاوت آنها به گروههای مختلف تقسیم کند.

عدسیها برای اینکه چیزها را بزرگتر از آنچه هستند نشان دهند پرتوهای نور را می شکنند, ولی همه رنگ های نور را به یک اندازه نمی شکنند. نور معمولی ترکیبی است از چندین رنگ. در آن زمان, وقتیکه میکروسکوپها را طوری میزان می کردند که چیزهای کوچک را به یکی از این چند رنگ بطور واضح نشان دهند, رنگهای دیگر مبهم می شدند. برای همین باکتریهایی که زیر میکروسکوپ دیده می شدند مبهم به نظر می آمدند و مثل این

بود که کرک رنگینی دورشان را گرفته باشد. ولی در سال 1830 میلادی, جوزف جکسون لیستر² عینکساز انگلیسی که سر و کارش با ساختن عدسی بود, دو نوع عدسی را با هم ترکیب کرد. هر یک از آنها رنگها را به نحو متفاوتی می شکست. هر تاثیری که یک عدسی در رنگها داشت, عکس آن تاثیر را عدسی دیگر در آنها داشت, چنانکه یک عدسی تاثیرهای نامساعد عدسی دیگر را خنثی می کرد. به این ترتیب, ترکیب این دو نوع عدسی با یکدیگر سبب می شد که چیزهای کوچک به رنگ اصلی خود و بطور واضح نشان داده شوند. با بهبود روشهای میکروسکوپی, دانشمندان توانستند بافتهای گوناگون را بررسی کنند.

اختراع میکروسکوپ تحول بزرگی در علم زیست شناسی بوجود آورد. با به کارگیری این ابزار قوی, بشر توانست ذراتی را که با چشم دیده نمی شوند مشاهده کند: یک سلول جانوری را در نظر بگیرید که قطر متوسط آن بین ۱۰تا۲۰ است این سلول ۵۰بار کوچکتر ازریزترین جسم قابل روئیت با چشم غیر مسلح است بنابراین تنها با اختراع میکروسوپ نوری بود که آدمی توانست سلول را ببیند.

بعد از گذشت چند قرن, میکروسکوپ همچنان نقش مهمی در پژوهش های زیستی ایفا می کند و در سالهای اخیر تحولات شگرفی در بهبود کیفیت آن صورت گرفته است. یکی از عمده ترین پیشرفتها در ساخت میکروسکوپ, اختراع نوع الکترونی آن در دهه 1940 بود که امکان مشاهده ذرات و اندامکهای درون سلولی را بهتر از گذشته فراهم کرد. در ضمن باید تاکید شود که امروزه میکروسکوپ نه تنها جهت بررسی شکل و ساختار نمونه های زیستی مورد استفاده قرار می گیرد, بلکه برای تعیین ارتباط بین ساختارهای تشکیل دهنده سلول و فعالیتهای گوناگون آنها نیز نقش به سزایی ایفا می کند.

انواع میکروسکوپها شامل موارد زیر می باشد:

1.میکروسکوپ زمینه روشن

2- میکروسکوپ فلور سنت

3- میکروسکوپ اختلاف فاز

4- میکروسکوپ تداخلی

5-  میکروسکوپ زمینه سیاه

6- میکروسکوپ الکترونی گذاره

7- میکروسکوپ الکترونی نگاره

8- میکروسکوپ STM

کاربرد میکروسکوپ

امروزه میکروسکوپ این وسیله آزمایشگاهی یک وسیله پرکاربرد برای استفاده در آزمایشگاه ها، بیمارستان ها، سازمان های تحقیقاتی و… می باشد. همچنین این دستگاه در موارد زیر نیز مورد استفاده قرار می گیرد.

آزمایشگاه های پاتوبیولوژی (برای مشاهده کردن نمونه خون و…)

زمین شناسی (برای مشاهده کردن انواع سنگ و فسیل و کانی ها)

فلزات (برای مشاهده کردن تاثیر مواد بر روی فلزات)

تحقیقات زیستی (برای مشاهده و تحقیق بر روی قارچ ها، سلول های گیاهی، ویروس ها و…)

امور الکترونیک (برای مشاهده مدارات چاپی و بورد های الکترونیک)

تقسیم بندی انواع میکروسکوپ

1-  میکروسکوپ نوری ( Light Microscope   )

منبع نور در این میکروسکوپ نور مرئی میباشد و با عبور از چندین عدسی محدب که در آن تعبیه شده است و نیز یک منشور که مسیر نور را تغییر میدهد ( قدرت تفکیک 24/0 میکرون ) .

قسمتهای مهم یک میکروسکوپ نوری عبارتند از:

1- عدسی چشمی: این عدسی برای مطالعه و مشاهده تصویر است.

2- عدسی شیئی: این عدسی برای بزرگنمایی است و شامل چهار عدسی می باشد:

3- کندانسور: کندانسور نور را جمع کرده و آن را بطور مستقیم روی نمونه هدایت می کند.

4- دیافراگم: مقدار نور ورودی را کم و زیاد می کند.

5- ماکرومتر:ماکرومتر صفحه میکروسکوپ را بالا و پایین برده و برای پیدا کردن تصویر نمونه بکار می رود.

6- میکرومتر: تصویر تنظیم شده را واضحتر کرده و آن را برای مشاده مشخص تر می کند.

بین عدسی شیئی (عدسی 100) و نمونه فاصله ای در حدودmm 1/8  وجود دارد که این فاصله را فاصله کانونی گویند که با روغن امرسیون این فاصله را پر می کنند در غیر این صورت بعلت وجود هوا و شکست نور عبوری از نمونه, تصویر ناواضح خواهد بود.

مهمترین ویژگی عدسی میکروسکوپ قدرت جداسازی یعنی توانایی تشخیص بین دو نقطه نزدیک به هم است. قدرت جداسازی یک میکروسکوپ در عمل نمایانگر کوچکترین جسم قابل رویت با آن میکروسکوپ است و هر چه بیشتر باشد, اجسام کوچکتری را با آن میکروسکوپ می توان دید. قدرت جداسازی هر میکروسکوپ معمولاَ با حد تفکیک یا R مشخص می شود. حد تفکیک مساوی است با نزدیکترین فاصله بین دو جسم بطوریکه هر یک هنوز بصورت مجزا قابل مشاهده باشد. هر قدر میزان R کوچکتر باشد, قدرت جداسازی میکروسکوپ بیشتر و بهتر است. عوامل بسیاری در تعیین R دخالت دارند, از جمله طول موج تابش که با R رابطه مستقیم دارد. از لحاظ نظری, کوچکترین مقدار ممکن برای R در میکروسکوپ نور حدود 200nm است که تنها بهترین میکروسکوپهای نوری این حد تفکیک را دارند. حد تفکیک در اغلب میکروسکوپ های نوری کمتر از 500nm نیست, لذا اشیایی کوچکتر از 500nm با آنها قابل مشاهده نیستند. مشاهده سلولهای باکتری و میتوکندری با میکروسکوپ نوری مقدور است, اما مشاهده ریبوزوم ها با آن ممکن نیست. تفکیک انواع سلولها, مثلاَ گلبول های قرمز از گلبولهای سفید خون یا سلولهای فیبرو بلاستی از سلولهای پوششی با میکروسکوپ نوری امکان پذیر است. این میکروسکوپ در آزمایشات باکتری شناسی, انگل شناسی, قارچ شناسی, حشره شناسی و بافت شناسی کاربرد دارد.

اجزای میکروسکوپ نوری

 اجزای نوری

اجزای نوری عمدتاً مشتمل بر منبع تغذیه نور و قطعات مرتبط با آن میباشد ، از قبیل لامپ با ولتاژ 20 وات ، فیلتر تصحیح نور و کندانسور که کندانسور مشمل بر پنج قطعه است که نور را تصحیح کرده و بر روی نمونه یا شیء مورد بررسی متمرکز میکند:

فیلتر رنگی ( تصحیح نور )

دیافراگم که حجم نور را تنظیم میکند

دو عدد عدسی محدب

پیچ نگهدارنده کندانسور

پیچ تنظیم دیافراگم

اجزای مکانیکی

پایه: کلیه قطعات میکروسکوپ بر روی پایه مستقر میباشد . در برخی از مدلهای میکروسکوپ نوری منبع نور ، فیوز و کابل برق در پایه تعبیه میگردد .

دسته: جهت حمل و نقل میکروسکوپ از دسته استفاده میشود . نکته قابل توجه آنکه به هنگام جابجایی میکروسکوپ آن را روی میز کار نمی کشیم .

لوله میکروسکوپ:  مشتمل بر عدسی شیئی ( Ocular lens ) و عدسی چشمی (Objective lens) که با بزرگنــمائی های مختلف طراحی می شوند. عــدسی شیـئی دارای بزرگنمائی های X4 ، X10 ،X40 ، X60 و X100 و عدسی چشمی دارای بزرگنمائی های X10 ، X15 ، X18 میباشد که بسته به نوع میکروسکوپ متفاوت است. عدسی شیئی معمولاً از چندین عدسی محدب که در آن تعبیه شده است تشکیل میگردد.

صفحه گردان یا متحرک) : عدسیهای شیئی بر روی این صفحه قرار میگیرند و با چرخاندن آن موقعیت عدسیهای شیئی تغییر میکند.

پیچ حرکات تند: این پیچ بر روی دسته تعبیه شده است و باعث میگردد که صفحه پلاتین با سرعت بیشتری در جهت عمودی جابجا شود.

پیچ حرکات کند: این پیچ بر روی پیچ حرکات تند قرار داد و صفحه پلاتین را در جهت عمودی و درحد میکرون جابجا میکند .

صفحه پلاتین: صفحه ای است که نمونه مورد نظر روی آن قرار میگیرد و در جهت طول و عرض دارای دو خط کش مدرج میباشد که جهت ثبت و یادداشت مکان یک نمونه خاص بکار میرود .

پیچ طول و عرض : این پیچ زیر صفحه پلاتین قرار دارد که آن را در جهت طول و عرض جابجا میکند .

میکروسکوپ ماوراء بنفش

میکروسکوپ ماوراء بنفش یا میکروسکوپ U.V.  که منبع تغذیه نور ، اشعه U.V. میباشد. نسبت به میکروسکوپ نوری معمولی قدرت تفکیک بالاتری داشته چراکه اشعه ماوراء بنفش طول موج کوتاهتری نسبت به نور مرئی دارد . عدسی شیئی بکار رفته در این میکروسکوپ از جنس کوارتز میباشد. بدلیل مضر بودن اشعه ماوراء بنفش برای چشم انسان، از تصویر شیء عکسبرداری شده و سپس بر روی صفحه مانیتور قابل مشاهده است ( قدرت تفکیک 600 آنگستروم ).

 میکروسکوپ فلورسانس

انواع خاصی از میکروسکوپ نوری که منبع نور آن پرتوهای فرابنفش است.برای مشاهده نمونه زیر این میکروسکوپ ها بخش ها یا ملکول های ویژه داخل سلول با مواد فلورسانت یا نورافشان رنگ آمیزی می شوند. زمانی هدف تشخیص پروتئین های خاص یا جایگاه آنها در سلول باشد، روش های معمولی رنگ آمیزی که پروتئین ها را به طور عام رنگ می کنند قابل استفاده نیست.برای رنگ آمیزی اختصاصی، معمولا از پادتن های اختصاصی متصل به مواد فلورسانت استفاده می شود.مواد فلورسانت نور را در طول موج فرابنفش جذب می کنند و در طول موج بلندتری در طیف مرئی تابش می کنند. تصویری که دیده می شود حاصل نور تابش شده از نمونه است. رودامین و فلورسئین دو نوع از رنگ های معمول فلورسانت هستند که به ترتیب نور قرمز و سبز از خود تابش می کنند.

کارکرد میکروسکوپ های فلورسانس

در ابتدای قرن بیستم پدیده فلورسانس در ساخت میکروسکوپ به کار گرفته شد. فلورسانس یکی از پدیده های مربوط به نورتابی(لومین سانس) است. ما معمولاً وقتی جسمی را می بینیم که نور از آن جسم بازتاب می شود. رنگ جسم نیز به این موضوع وابسته است که جسم چه طول موجی را بازتاب می کند. در پدیده فلورسانس مولکول یک فوتون(یک ذره نور) با طول موج خاص را جذب و سپس آن را با طول موج بلندتری منتشر می کند.فلورسانس یکی از روش های بسیار متداول در تصویربرداری بافت های زیست شناختی است. مواد زیست شناختی معمولاً نور را به شدت متفرق می کنند و در نتیجه تماشای آن ورای سطح سلول دشوار است. در پدیده فلورسانس معمولاً طول موج نور گسیل شده از طول موج نور تابیده شده بیشتر است، بنابراین نور متفرق شده از سطح سلول را می توان از نور تابیده شده به سلول تفکیک کرد. برای انجام این کار از آینه های دورنگی استفاده می کنند. این آینه ها نور تابیده شده را دوباره به نمونه برمی گردانند، اما نور فلورسانس از آن عبور می کند، در نتیجه تماشای ساختارهای درونی سلول امکان پذیر می شود.برخی مواد زیست شناختی به طور طبیعی فلورسنت هستند، اما رنگ ها و پروتئین های فلورسنت فراوانی نیز وجود دارد که می توان از آنها برای رنگ آمیزی بخش های ویژه یک سلول مثل هسته استفاده کرد. حتی می توان آنها را به پروتئین های خاص درون سلول متصل کرد، در نتیجه پیگیری حرکت آنها درون سلول امکان پذیر می شود.استفاده از رنگ ها و پروتئین های نور کلید زدنی فلورسنت که به تازگی کشف شده است، کاربردهای بسیاری در تصویربرداری فلورسانس دارد. این مولکول ها می توانند دو حالت داشته باشند؛ یک حالت درخشان یا حالت فلورسنت و یک حالت تاریک یا غیرفلورسنت.کلیدزنی بین این دو حالت با تاباندن نور با دو طول موج متفاوت انجام می شود.

یکی از کاربردهای مولکول های نور کلیدزدنی ردیابی پروتئین ها است. اگر مولکول های فلورسنت به پروتئین های خاص متصل شوند و یک بخش کوچک از آنها فعال شود، پیگیری جابه جایی پروتئین ها بسیار آسان تر از حالتی است که همه پروتئین های درون سلول نور را گسیل کنند. علاوه بر این لحظه دقیق فعال سازی را می توان کنترل کرد.

میکروسکوپ زمینه سیاه

مطالعه سلول های زنده با این میکروسکوپ ها نیز مقدور است. سیستم های نوری خاصی در تمام این نوع میکروسکوپ ها وجود دارد که تباین کافی بین اجزار سلول ایجاد کرده، مشاهده سلول های زنده را مقدور می سازند.

در میکروسکوپ زمینه سیاه نور حامله از منبع نوری به شکل مخروط در می آید و انوار از اطراف به نمونه تابیده می شود این کار توسط کندانسور خاص این میکروسکوپ انجام می گیرد. در نتیجه تصویر نمونه بصورت روشن در یک زمینه تاریک مشاهده می شود. استفاده از میکروسکوپ زمینه سیاه برای مشاهده حرکت باکتری معمول است ( مثل اسپیروکت تروپونها پالیدوم ( عامل بیماری سیفیلیس).

منبع تغذیه نور در این نوع میکروسکوپ نور مرئی میباشد و با ایجاد انکسار نور توسط آئینه های محدب و مقعر شیء یا نمونه مورد بررسی، شفاف و نورانی در زمینه سیاه دیده میشود.

میکروسکوپ اختلاف فاز

مزیت میکروسکوپ اختلاف فاز در این است که می توانیم با آن سلول های زنده را با جزئیات بیشتر مشاهده کنیم.تیمارهایی مثل تثبیت نمونه می توانند دگرگونی هایی در ساختار درونی سلول بوجود آورند. بنابراین مطالعه سلول های زنده که هیچ تیماری ندیده اند خیلی مطلوب است. می توان فرایند هایی مثل تقسیم میتوز(mitosis) در سلول های زنده را نیز با این میکروسکوپ ها مطالعه کرد. سیسم های نوری خاصی در تمام این نوع میکروسکوپ ها وجود دارد که به علت ویژگی آنها تباین کافی بین اجزای سلول ایجاد و مشاهده ی سلول های زنده مقدور می شود. استفاده از میکروسکوپ زمینه سیاه برای مشاهده ی حرکت باکتری معمول است، که در این مورد ایجاد تباین بین سلول باکتری زنده و محیط اطرافش مهم است.

مزیت میکروسکوپ اختلاف فاز در این است که می توانیم با آن سلولهای زنده را با جزئیات بیشتر مشاهده کنیم. تیمهایی مثل تثبیت نمونه می توانند دگرگونی هایی در ساختار درونی سلول، بوجود آورند. بنابراین مطالعه سلول های زنده ای که هیچ گونه تیماری ندیده اند خیلی مطلوب است. می توان فرآیندهایی مثل تقسیم میتوز در سلول های زنده را نیز با این نوع میکروسکوپ ها مطالعه کرد. در برخی موارد، برای عکس برداری پیوسته و دراز مدت از سلول فعال، دوربین به میکروسکوپ وصل می شود.

در میکروسکوپ اختلاف فاز نور حاصله از منبع نوری به انوار مختلف شکسته شده و شکسته نشده تقسیم می شود این کار توس دیافراگم مخصوص این میکروسکوپ انجام می گیرد. انواری که می شکنند. به جسم یا نمونه نفوذ نمی کنند اما انواری که نمی شکنند به جسم یا نمونه نفوذ می کنند در نتیجه بین نمونه و محیط اطراف آن اختلاف بوجود می آید و نمونه به صورت شفاف دیده می شود.

منبع تغذیه نور در این نوع میکروسکوپ نور مرئی میباشد و برای بررسی بافتها یا نمونه هایی که اختلاف انکساری نوری کمی دارند مورد استفاده قرار میگیرد بدین منظور صفحه سوراخ داری به نام پلاک فاز در کندانسور تعبیه میشود .

میکروسکوپ الکترونی

قدرت جداسازی میکروسکوپ الکترونی از میکروسکوپ نوری بهتر است به این معنی که با میکروسکوپ الکترونی اجزای کوچکتری را می توان دید. قبلا گفته شد حد تفکیک (R) به طول موج نوری بستگی دارد که به نمونه می تابد. در حقیقت بین این دو رابطه مستقیمی وجود دارد یعنی هر چقدر طول موج تابشی کوچکتر باشد ،R نیز کوچکتر و قدرت جداسازی بیشتر است. در میکروسکوپ الکترونی بجای استفاده از نور مرئی از امواج الکترون ها استفاده می شود. در شرایط مناسب طول موج الکترون ها به nm ۰/۰۰۵ می رسد. در این طول موج بهترین R ممکن حدود nm ۰/۰۰۲ است. در عمل به علت محدودیت های دیگر ، قدرت جداسازی میکروسکوپ های الکترونی هیچ وقت به این خوبی نیست.حد تفکیک با میکروسکوپ الکترونی برای ملکول های تخلیص شده ی زیستی ، حدود ۰/۱ نانومتر و برای سلول ها ۲ نانومتر است که دست کم 100 برابر بهتر از بهترین میکروسکوپ های نوری است.

یکی از تجهیزات بزرگ علمی میکروسکوپ الکترونی است که براساس قوانین نوری کار میکند دراین دستگاه شار الکترون پر انرژی از یک منبع الکترون خارج شده وتحت شتاب به طرف هدف میرود در مسیر خود از روزنه های تعبیه شده در یک فلز عبور کرده وبا عبور از لنزهای مغناطیسی بر روی شی مورد نظر تابانده شده ودر نتیجه بازتاب نور تصویر شی دیده خواهد شد.

اطلاعاتی را که میکروسکوپ الکترونی ارائه می دهد:

1 – توپوگرافی شئ(نقشه برداری ) : که با اشکار کردن مشخصات سطح و بافت داخلی شئ میتوان به خواصی مانند سفتی و میزان ار تجائی بودن ان پی برد.

2 – مورفولوژی (ریخت شناسی): از ان رو که در این رویت شکل و سایز ذرات مشخص است میتوان به سختی و استحکام پی برد.

3 – ترکیب: این میکروسکوپ میتواند عناصر سازنده شئ را مشخص نماید بنابراین میتوان به خواصی مانند نقطه ذوب اکتیویته شئ نیز دست یافت.

4 – بلور شنا سی: میکرو سکوپ الکترونی چگونگی چیده شدن اتمها را در مجاورت یکدیگر را می دهد وبه این تر تیب میتوان انها را از نظر رسانایی و خواص الکتریکی بررسی نمود.

پیشرفته ترین میکروسکوپ قرن حاضر، با قدرت تفکیک 2 آنگستروم است. در این میکروسکوپ با عبور پرتوهای الکترونی ساطع شده از رشته سیمی تنگستن با طول موج بسیار پائین از عدسی های متعدد که در نهایت بر روی یک صفحه فلورسنت یا صفحه مانیتور، عکسبرداری صورت گرفته و تصویر شیء قابل مشاهده میباشد.

قدرت جداسازی میکروسکوبهای الکترونی از میکروسکوپ نوری بهتر است به این معنی که با میکروسکوپهای الکترونی اجزای کوچکتر را می توان دید. قبلاً متذکر شدیم که بین R و طول موج نور تابیده شده به نمونه رابطه مستقیمی برقرار است، یعنی هر چقدر طول موج تابشی کوچکتر باشد، R نیز کوچکتر و قدرت جداسازی بیشتر است. طول موج نور مرئی بین mm300 تا 800mm و بهترین حد تفکیک میکروسکوپهای نوری 200nm است.

در میکروسکوپهای الکترونی به جای استفاده از امواج نور مرئی، از امواج الکترونها استفاده می شود. در شرایط مناسب، طول موج الکترونها به ۰.۰۰۵ نانومتر  می رسد، یعنی حدود 000/100 برابر کوتاهتر از طول موج نور مرئی. در این طول موج، بهترین R ممکن حدود ۰.۰۰۲ نانومتر است. در عمل، به علت محدودیتهای دیگر، قدرت جداسازی میکروسکوپهای الکترونی هیچ وقت به این خوبی نیست. حد تفکیک (R) با میکروسکوپ الکترونی برای مولکولهای تخلیص شده زیستی، حدود nm0.1 و برای سلول ها حدود 2nm است که دست کم صد برابر بهتر از میکروسکوپ های نور است.

دو نوع میکروسکوپ الکترونی بنام های میکروسکوپ الکترونی گذاره و میکروسکوپ الکترونی نگاره وجود دارد.

میکروسکوپ الکترونی گذاره:

این میکروسکوپ زودتر اختراع شده و قدرت جداسازی بهتری دارد. در این نوع میکروسکوپ، الکترون ها هنگام برخورد به نمونه از برخی مناطق آن عبور می کنند و از مناطقی دیگر بازتابیده می شوند. الکترون ها هنگام برخورد به نمونه از برخی مناطق آن عبور می کنند و از مناطقی دیگر بازتابیده می شوند. الکترون های عبوری در دستگاه تشخیص داده می شوند و تصویری از نمونه حاصل می شود. جزئیات روش های تثبیت، برش گیری و رنگ آمیزی برای میکروسکوپ الکترونی اختصاصی است. به عنوان مثال، برای رنگ آمیزی نمونه از فلزات سنگین مانند طلا استفاده می شود تا الکترون ها از اندامک ها و ساختارهای درون سلولی، مثل ریبوزوم، و مولکول های بزرگ سلول مثل DNA، با میکروسکوپ الکترونی گذاره قابل تشخیص هستند، اما جایگاه اتم های تشخیص دهنده مولکول ها معمولاً تعیین نمی شود.

 میکروسکوپ الکترونی نگاره:

میکروسکوپ الکترونی نگاره نوع ساده تر میکروسکوپ الکترونی است برای بررسی نمونه با این میکروسکوپ ، نمونه با لایه ای نازک از فلز سنگین به صورت یکنواخت پوشیده شود. الکترون های تابیده شده به سطح نمونه از هیچ ناحیه ای از آن عبور نمی کنند، بلکه در برخورد با سطح نمونه باعث تولید الکترون های بازتابیده می شوند. این الکترون ها تشخیص داده شده و تصویری سه بعدی از سطح نمونه حاصل می گردد. قدرت جداسازی میکروسکوپ الکترونی نگاره حدود nm10 است.

این نوع ساده ترین میکروسکوپ الکترونی است. برای بررسی نمونه با این نوع میکروسکوپ، نمونه با لایه ای نازک از فلز سنگین به صورت یکنواخت پوشیده می شود. الکترونهای تابیده شده به سطح نمونه از هیچ ناحیه ای از آن عبور نمی کنند، بلکه در برخورد با سطح نمونه باعث تولید الکترون های بازتابیده می شوند، این الکترونها تشخیص داده می شوند و تصویری سه بعدی از سطح نمونه حاصل می گردد. حد تفکیک میکروسکوپ الکترونی نگاره حدود 10nm است.

میکروسکوپ های پلاریزان

در بسیاری از مطالعات میکروسکوپی مثل مطالعه سنگها ، مواد شیمیایی کریستالی و بسیاری از ترکیبات آلی مثل ساختمان کراتین ، عضلات ، کلاژنها نیاز به استفاده از میکروسکوپهای پلاریزان می‌باشد. جز اینها در مطالعات میکروسکوپی پلاریزان نور پلاریزه می‌باشد.