Geçmişten günümüze geliştirilen mikroskop çeşitlerini araştırınız. Bu gelişmeleri hücre ile ilgili öne sürülen görüşlerle karşılaştırınız. Araştırma sonuçlarınızı sınıf arkadaşlarınızla tartışarak değerlendiriniz.
Mikroskoplar geliştikçe hücrelere ilişkin ayrıntılı bilgiler elde edilmeye başlandı. Bugün elektron mikroskopları ile hücre içindeki organeller, hücre zarı, zarın içerdiği moleküllerin yapısı ayrıntılı olarak incelenebilmektedir. Günümüzde hücrenin yapısı, hücre içindeki solunumun, sindirimin, boşaltımın, diğer hücrelerle iletişimin nasıl sağlandığı bilinmektedir.
Robert Hooke, 1665 yılında şişe mantarından almış olduğu bitki hücrelerinin ölü hücre çeperlerini gözlemledi. Gözlemlediği bu içi boş küçük odacıklara hücre adını verdi.
1674 yılında Anton Van Leeuwenhoek (Antoni Van Lövenhuk), ilk canlı hücreyi gözlemledi. 17. yüzyıldaki mikroskoplar, hücrenin yapısına yönelik çalışmalarda yetersiz kalmaktaydı. 1830’lu yıllarda geliştirilen ve daha iyi görüntü veren mercekler sayesinde bitki ve hayvan hücreleri incelenebilmiştir.
1833 yılında Brown (Bravn), orkide hücrelerinde hücre çekirdeğini gözlemlemiştir. 1838-1839 yıllarında Alman bilim insanları Theodar Schwann (Teodor Şvan) ve Matthias Schleiden (Matiyas Şleyden)’in ayrı ayrı çalışmaları hücre teorisini ortaya çıkarmıştır.
Schleiden (Şleyden) bitki hücreleri üzerinde çalışırken, Schwann hayvan hücreleri üzerinde çalışmıştır. Bu iki bilim insanının hücre ile ilgili teorisi; “Tek hücreli organizmalardan, meşe ağaçlarına ve insanlara kadar bütün canlılar hücrelerden oluşmuşlardır.” şeklinde ifade edilmektedir.
İlerleyen yıllarda gelişen teknoloji ile birlikte hücre ile ilgili bilimsel bilgiler artmıştır. 1857 yılında Kolliker (Köliker), hücre organellerinden mitokondriyi gözlemlemiştir. 1858 yılında Rudolph Virchow (Rudolf Virşov) hücre teorisine yeni bilgiler ekleyerek, modern hücre teorisini ortaya koymuştur. 1898 yılında Camillo Golgi (Kamiyo Golgi), hücre organellerinden golgi cisimciğini gözlemlemiştir. 1939 yılında Siemens (Simens) elektron mikroskobunu keşfetmiştir. Böylece hücrenin ayrıntılı yapısı hakkındaki bilgiler hızla artmıştır. 1950’lerden günümüze kadar hücre ile ilgili yapılan çalışmalar teknolojinin gelişmesiyle daha da hız kazanmıştır.
Mikroskop Çeşitleri
Stereoskopik mikroskoplar
Modern stereomikroskop optikal dizaynı. A – Objektif B – Galilean teleskobu (dönen objektifler) C – Zum Kontrol D – İç objektif E – Prizma F – Relay lens G – Taksimatlı objektif H – Mercek Cisimlerin üç boyutlu görüntülerini temin etmek maksadıyla stereoskopik mikroskoplar yapılmıştır. İki mikroskop optik sisteminin bir dürbün şeklinde bir sehpa üstüne montesinden ibarettir. Bu mikroskoplar biyoloji laboratuvarları için elverişlidir.
Polarizasyon mikroskobu
Döner bir tabla ile iki nicol prizma veya iki polarıcı çuhayla donatılmış bir optik mikroskoptur. Tablanın altına yerleştirilen polarıcı nicol, cismin üzerine polarılmış ışık gönderir; analizleyici nicol ise, objektifin biraz üzerine yerleştirilmiştir. Bu iki prizma karşılaştığı zaman, belli bir devrani gücü olan maddelerin veya çift kırılımlı maddelerin bulunduğu bölgeler hariç, mikroskobun alanı karanlık olarak gözükür. Canlı incelemeye uygun olan bu mikroskop hücre ve dokuların bazı kısımlarını polarize ısığa gösterdikleri özel tepkilerden hareketle geliştirilmiştir. Önemli olan polarize bir ışığın bulunması olayıdır. Kaynakla kondansör arasına konulan polarlayıcı levha ışık demetinin ikiye ayrılmasını sağlar. Işık demetlerinden biri objeden diğeri ise kırılarak obje dışından geçer ve tekrar birleşirler. Siller, keratin, kristal, sinir ve kas fibrilleri, nişasta gibi hücre yapıları ve bölünmedeki mitotik yapı gibi birçok moleküler dünleştiricilerin gösterilmesinde görevli mikroskoplardır.
Faz Kontrast mikroskobu
Genellikle boyanmamış ve canlı hücrelerde çalışılma zorluğundan tercih sebebi olmaktadırlar. Görünen ışığın şeffaf objeden geçişinde, hücre içindeki yapıların ışığı kırma indisleri farkından yararlan ve farklı yapıları ayırt etme prensibinde çalışır. Işık dalagaları canlı hücreyi katederken bir organelle karşılaşır ve yansır. Bunun sonucunda ışık dalgaları hücrelerden ayrı fazlarda veya ayrı zamanlarda çıkarlar. Hava ile temas eden bir ışık dalgası göze gelen görüntüdeki hücre kısımları farklı olarak ayırt edilebilir. Objektif ve kondansör mercekleri amplitüd farklarını orataya koyan optik yüzeyler bulundurduklarından parlaklıkları indirgenir, ışık dalgası örneği katederken bütün noktalarda olan farklılıkları çıkartır ve obje ışık mikroskobunda görülemezken, burada sağlanmış olan kontrastlık sayesinde detaylı incelenebilir. Canlı metaryal, hücre sitoplazması bu mikroskop ile iyi gösterilmektedir.
İnterferens mikroskobu
Faz kontras mikroskobunun iyi bir versiyonudur. Aralarında bulunan tek fark ışık demetinin kullanımdan kaynaklanır. Bir ışık demeti örnekten geçerken diğeri ise ışıktan geçemeyen ışık demetidir, değişik bölgelerin farklı yoğunlukları sayesinde kırılma indisleri ile farklılıkları ortaya koyar ve renkli bir görüntü oluşumunu sağlar. Diferansiyel interferens mikroskop: Hücre yüzeyinin daha iyi gösterilmesini sağlar ve benzer bir mikroskoptur.
Metalurji mikroskobu
Maden parçaları ışığı geçirmediği için mikroskoba kuvvetli bir ışık kaynağı ilave edilmiştir. Kaynaktan gelen ışık incelenecek cisme çarptırılarak objektife yansıyan ışıklardan inceleme yapılır.
Elektron mikroskobu
Elektron mikroskobu genel olarak cisimden saçılan elektronların görüntülenmesi üzerine kuruludur. Maddeyle etkileşen elektronların dalgaboyu bu görüntülemenin nanometre boyutlarında yapılmasına olanak sağlar. Bu tip mikroskoplar, elektron enerjisine ve ölçüm aletinin çalışma moduna göre, geçirimli elektron mikroskobu, taramalı elektron mikroskobu, düşük enerjili elektron mikroskobu gibi farklı sınıflara ayrılır. Kullanım alanları temel bilimlerden (başta katı hal fiziği olmak üzere jeoloji, biyoloji gibi birçok dalı içine alarak), tıbbi ve diğer teknolojik uygulamalara kadar geniş bir yelpazeyi kapsar.
Karanlık alan mikroskobu
Boyanmış ya da canlı örneklerin incelenmesinde kullanılır. Karanlık Alanda özel bir kondansör yardımı ile ışıklı bir görüntü oluşturmaktadır. Otradyografide gümüşlenen kısımlerın ayırt edilmesini saglar. Tıpta spiroket gibi bakterilerin ayırdedilmesinde önemli yer tutar.
Fluorescens mikroskop
Aydınlanmasında güçlü kaynaklar kullanan (ultra viole ışınlerı yayan, civa veya xenon yakan ark lambaları) bir mikroskop çeşididir. Bazı modellerinde lazer kullanımıda gözlenen mikroskopta obje ışığı absorbe eden moleküller içeriyosa onu farklı renklerde yayar. İnceleme yapılacak materyelde özel boyalar veözel inceleme işlemleri kullanılır. Parazitoloji ve bakteriolojide önemli yer tutarlar.
X-Ray mikroskobu
Işıkların, rastladıkları partiküllerle çarpışmaları sonucu yönlerini değiştirmeleri sonucu merceklerde bir görüntü oluşur ve bu prensipte çalışır. Bu kırınıma uğrayan x ışınları, merceklerin özelliği sayesinde kaynak haline getirerek obje yansıtılır, buradan ince grenli fotoğraf plağına veya ekrana gelen görüntünün yapısal özelliği, konsantrik çizgi ve noktalardan oluşmasıdır.
Eş Odaklı Lazer Tarama mikroskobu
Işık kaynağı lazer olan optik mikroskoplarla Scanning Elektron mikroskop arasında bir mikroskop çeşididir. Fluoresens işaretleyicilerle işaretlenen nükleik asit dizileri bu mikroskopla incelenmektedir.
Saha emisyon mikroskobu
Metal veya yarı iletkenlerin yüzey görüntülerinden kristal yapılarını incelemek için, saha emisyon mikroskopları kullanılır. Çok yeni bir teknik olan bu mikroskopları elektron ve optik mikroskoplardan ayıran özellik, cisimden ışık veya foton geçirmek yerine cismin kendisinden elektron veya iyon koparma (emisyon) olayıdır. Emisyon elektrik sahası ile sağlanır.
Atomik Kuvvet Mikroskobu
Ana madde: Atomik kuvvet mikroskobu
Atomik kuvvet mikroskobu (AFM) kullanılarak atomik boyutta görüntüler elde edilerek yüzey çalışmaları yapılmaktadır. Radyasyon malzeme etkileşimleri açısından büyük öneme sahip olan polimerlerin ve ileri teknoloji ürünü süper iletkenlerin yapımı ve karakterizasyon çalışmaları da yapılmaktadır.
Cevher Mikroskobu
Bir polarizan mikroskop çeşididir. Normal polarizan mikroskoptan farklı olarak ışık üstten verilerek görüntü sağlanmaktadır. Cevher minerallerinin göstermiş oldukları dokusal ilişkilerin yorumlanması, maden yataklarının ekonomik potansiyelinin belirlenmesinde ve cevher hazırlama süreçleri öncesinde büyük önem taşır.