Dotaz

Kromě toho může být energeticky obtížné vůbec vygenerovat požadované záření, případně může být problematická detekce nebo stabilita vzorku. Proto jsou dnes často využívány techniky s horším rozlišením, ale vlídnější ke vzorku. Například v mikroskopii živých buněk se dnes často využívá fluorescence v blízké infračervené oblasti, která nezabíjí a je spektrálně dostatečně daleko od různých autofluorescencí. Moderní techniky fluorescenční mikroskopie navíc dovolují překonat takzvaný difrakční limit světla, čili se dnes i s optickými mikroskopy lze dostat na rozlišení i řádově lepší, než nám udává tzv. Abbeho formule.

Historie a kontext

Vývoj mikroskopie je do značné míry dán historicky. Pro člověka je dominantním smyslem zrak, a proto přirozeně hledal cestu, jak si malé věci zvětšit. Využití části elektromagnetického spektra, kterému se říká světlo, je tedy nasnadě. Postupem času se dalekohledy a mikroskopy zdokonalily, byla objevena závislost mezi vlnovou délkou a numerickou aperturou čočky (Abbe). Z této závislosti vyplývá, že nejmenší objekt, který lze určitou vlnovou délkou pozorovat nemůže být menší než polovina vlnové délky světla. To platí pro průchozí světlo (záření). S rostoucími vědomostmi o fyzice přišla myšlenka využití urychlených elektronů s násobně kratšími vlnovými délkami k rozlišení větších detailů (a mohli bychom pokračovat k rentgenovým a gamma paprskům).

Obecně vzato spočívá princip zobrazování v tom, že vždy musí vzniknout nějaký kontrast, tedy světlejší a tmavší místa obrazu reprezentující pozorovaný objekt. Můžete použít záření, jaké chcete, pokud objektem prochází beze změny, neuvidíte nic. Z toho důvodu je někdy třeba objekt speciálně obarvit, aby byl vidět, nebo lze využít modulace vlnové délky nebo fáze světla k vytvoření kontrastů na hranách jinak neviditelných objektů (DIC, fázový kontrast).

Další nutnou podmínkou je, že budeme schopni z paprsků prošlých preparátem vytvořit obraz. Dlouhou dobu jsme byli závislí pouze na schopnostech lidského oka. Postupně však byla vyvinuta řada detektorů, umožňujících pozorování i mimo oblast citlivosti oka. Obecně platí, že čím kratší vlnové délky (vyšší frekvence), tím více záření poškozuje vzorek. Tomu se lze různě bránit, nebo toho při pozorování využít. Preparáty do elektronového mikroskopu musí být např. dokonale vysušené. UV záření není vhodné pro pozorování živých objektů (zabíjí).

Zajímavý článek o vývoji mikroskopování si můžete přečíst ve starším čísle časopisu Vesmír.

Zajděte na exkurzi

Přestože jsou v současnosti zobrazovací metody v překotném vývoji, je stále obrovský prostor pro vylepšení jednotlivých součástí a pro nové objevy a technologie, které posouvají naše schopnosti zobrazovat malé, až neviditelné věci v dosažitelných podmínkách v oku srozumitelných obrazech. Zájemcům nabízí laboratoře Elektronové mikroskopie a Konfokální a fluorescenční mikroskopie na PřF UK exkurze, kde se lze dozvědět více o mikroskopických technikách a prohlédnout si současné moderní vybavení.