Открытия в области исследования клетки и электронный микроскоп

Современные достижения в областях медицины, микробиологии и электроники были бы невозможны без качественного оборудования. Одним из таких средств стал электронный микроскоп, позволивший по-другому смотреть на мир бесконечно малого. Благодаря его появлению человек впервые смог заглянуть внутрь клетки — основной составляющей всех живых организмов на нашей планете.

Краткая история совершенствования прибора

Справка! Технология создания просвечивающего электронного микроскопа была запатентована в 1931 году.

Первый рабочий прототип создали немецкие инженеры Макс Кнолль и Эрнст Руска, работавшие в Берлине. Он послужил базой, на которой строились все дальнейшие усовершенствования устройства. Правда, по достоинству их заслуги были оценены лишь через пятьдесят с лишним лет: Руска стал лауреатом Нобелевской премии в области физики.

первый микроскоп

Первый же микроскоп, который стало возможным применять в исследовательской деятельности, собрали в университете Торонто в 1938 году. Примерно в то же время немецкая компания Siemens выпустила первый прибор для использования в коммерческих целях. В 1940-х годах появились и растровые электронные микроскопы. Автором одного из первых таких устройств стал работавший в США русский инженер — Владимир Козьмич Зворыкин. Они считались менее перспективными, и коммерческий сканирующий микроскоп появился только в 1960-х.

Справка! Возможности этих приборов существенно выросли в 1990-х годах, когда началось стремительное развитие компьютерной техники. С той поры эти дорогие и эффективные устройства стали неотъемлемой частью любой крупной научно-исследовательской лаборатории.

Кто придумал электронное устройство?

Первооткрывателем в этой области техники стал немецкий физик Эрнст Руска. Он родился в семье учёных, его дядя возглавлял обсерваторию, и Эрнст уже с детства начал интересоваться наукой. Отец показывал своим детям различные интересные объекты с помощью большого микроскопа. В школе он также проявлял большой интерес и способности к физике.

Окончив университеты в Берлине и Мюнхене, Руска совместно с Максом Кноллем начал работы над созданием первого электронного микроскопа. Их первый прототип уступал по возможностям привычным оптическим устройствам, но доказал принципиальную возможность использования новой технологии. Позднее он перешёл на работу в компанию Siemens, где и создал первый прибор, ставший коммерчески успешным. За свои труды Руска был удостоен множества наград, а вершиной признания стала Нобелевская премия, полученная им в 1986 году.

Примеры электронных микроскопов

В зависимости от принципа работы различают несколько вариантов электронных микроскопов. Например, в просвечивающих устройствах изображение формируется с помощью электронного пучка и системы магнитных линз. Недостатками такой конструкции является необходимость в очень тонких образцах для исследований (порядка 0,1 мкм) и разрушение их под воздействием излучения. Схожим образом устроены растровые микроскопы, но в них электронный пучок не облучает, а сканирует образец.

Недостатки обеих используемых конструкций в целом схожи. Это высокая стоимость и расходы на обслуживание прибора. Микроскоп очень чувствителен к колебаниям земной коры и внешним электромагнитным воздействиям. Это поднимает планку требований к месту установки прибора. Для уменьшения числа искажений образец должен обязательно исследоваться в вакууме. Существуют определённые требования и к образцам из непроводящих материалов.

растровый микроскоп

Открытие рибосом и других составляющих клетки

О том, что живые организмы состоят из мельчайших клеток, научный мир узнал ещё в XVII веке. Имевшиеся на тот момент технические возможности позволяли увидеть только крупные структуры на образцах растительных тканей. В середине XIX века была основана клеточная теория, описывавшая основные принципы строения живых организмов. Однако заглянуть в этот миниатюрный мир удалось лишь с появлением электронного микроскопа.

С середины XX века именно микроскопия является главным средством и способом исследования строения клетки.

Справка! Её поверхность изучается при помощи растровых микроскопов, а внутреннее строение — это сфера ответственности просвечивающей микроскопии. Последним достижением микробиологии в этой области стало открытие и изучение рибосом — клеточных органелл, отвечающих за синтез белков по программе, записанной в молекулах РНК.

Впервые они были описаны в 1950-х годах американским учёным Джорджем Паладе. Через четверть века он и Кристиан де Дюв за свои исследования были удостоены Нобелевской премии в области медицины и физиологии. Работы по изучению этой важнейшей составляющей клеточной структуры продолжаются уже три десятка лет и наука постепенно приближается к пониманию основ функционирования всего живого на Земле.

рибосома
Рибосома
Александра Краснова
Александра Краснова
Оцените автора
Оцените
(Пока оценок нет)
Загрузка...
Познание