Skip to main content
Global

2: איך אנחנו רואים את העולם הבלתי נראה

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    209074

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    כאשר אנו מסתכלים על קשת, צבעיה משתרעים על כל קשת האור שהעין האנושית יכולה לזהות ולהבדיל. כל גוון מייצג תדר שונה של אור נראה, מעובד על ידי העיניים והמוח שלנו ומוצג כאדומים, כתומים, צהובים, ירוקים או אחד מהצבעים המוכרים הרבים האחרים שתמיד היו חלק מהחוויה האנושית. אך רק לאחרונה בני האדם פיתחו הבנה של תכונות האור המאפשרות לנו לראות תמונות בצבע.

    במהלך מאות השנים האחרונות למדנו לתפעל אור כדי להציץ לעולמות בלתי נראים בעבר - אלה קטנים מדי או רחוקים מכדי להיראות בעין בלתי מזוינת. באמצעות מיקרוסקופ, אנו יכולים לבחון תאים ומושבות מיקרוביאליות, תוך שימוש בטכניקות שונות כדי לתפעל צבע, גודל וניגודיות בדרכים שעוזרות לנו לזהות מינים ולאבחן מחלות.

    איור \(\PageIndex{1}\) ממחיש כיצד אנו יכולים ליישם את תכונות האור כדי להמחיש ולהגדיל תמונות; אבל המיקרוגרפים המדהימים האלה הם רק שתי דוגמאות לסוגי התמונות הרבים שאנו מסוגלים לייצר כעת בטכנולוגיות מיקרוסקופיות שונות. פרק זה בוחן כיצד סוגים שונים של מיקרוסקופים מתמרנים אור על מנת לספק צוהר לעולם המיקרואורגניזמים. על ידי הבנה כיצד פועלים סוגים שונים של מיקרוסקופים, אנו יכולים לייצר תמונות מפורטות ביותר של חיידקים שיכולים להיות שימושיים הן למחקר והן ליישומים קליניים.

    התמונה השמאלית מציגה רקע ברור עם שרשראות של מוטות סגולים מוצקים ותאים עגולים גדולים יותר. התאים הגדולים מכילים כתמים סגולים כהים יותר בתוך כל תא. התמונה הימנית מציגה רקע שחור עם ספירלות דקות וזוהרות.
    איור\(\PageIndex{1}\): סוגים שונים של מיקרוסקופיה משמשים לדמיין מבנים שונים. מיקרוסקופיה של ברייטפילד (משמאל) מציגה תמונה כהה יותר על רקע בהיר יותר, ומייצרת תמונה ברורה של תאי Bacillus anthracis אלה בנוזל מוחי (תאי החיידק בצורת מוט מוקפים בתאי דם לבנים גדולים יותר). מיקרוסקופיה של Darkfield (מימין) מגבירה את הניגודיות, ומעבירה תמונה בהירה יותר על רקע כהה יותר, כפי שהודגם על ידי תמונה זו של החיידק Borrelia burgdorferi, הגורם למחלת ליים. (אשראי משמאל: שינוי העבודה על ידי המרכזים לבקרת מחלות ומניעתן; זכות אשראי: שינוי עבודה על ידי האגודה האמריקאית למיקרוביולוגיה)

    • 2.1: תכונות האור
      האור הנראה מורכב מגלים אלקטרומגנטיים שמתנהגים כמו גלים אחרים. מכאן שניתן להבין רבות מתכונות האור הרלוונטיות למיקרוסקופיה במונחים של התנהגות האור כגל. מאפיין חשוב של גלי אור הוא אורך הגל, או המרחק בין פסגה אחת של גל לשיא הבא. הגובה של כל פסגה (או עומק של כל שוקת) נקרא משרעת.
    • 2.2: הצצה אל העולם הבלתי נראה
      המלומד האיטלקי ג'ירולמו פרקסטורו נחשב לאדם הראשון שהניח רשמית כי המחלה התפשטה על ידי סמינריה זעירה ובלתי נראית. הוא הציע שזרעים אלה יוכלו לצרף את עצמם לחפצים מסוימים שתמכו בהעברתם מאדם לאדם. עם זאת, מכיוון שהטכנולוגיה לראיית חפצים כה זעירים עדיין לא הייתה קיימת, קיומה של הסמינריה נותר היפותטי במשך קצת יותר ממאה שנה - עולם בלתי נראה שמחכה להתגלות.
    • 2.3: מכשירי מיקרוסקופיה
      במאה ה -20 התפתחו מיקרוסקופים שמנפו אור בלתי נראה, כגון מיקרוסקופ פלואורסצנטי, המשתמש במקור אור אולטרה סגול, ומיקרוסקופ אלקטרונים, המשתמשת בקרני אלקטרונים באורך גל קצר. התקדמות זו הובילה לשיפורים משמעותיים בהגדלה, ברזולוציה ובניגודיות. בחלק זה נסקור את המגוון הרחב של טכנולוגיה מיקרוסקופית מודרנית ויישומים נפוצים לכל סוג מיקרוסקופ.
    • 2.4: צביעת דגימות מיקרוסקופיות
      במצבם הטבעי, רוב התאים והמיקרואורגניזמים שאנו צופים במיקרוסקופ חסרים צבע וניגודיות. זה מקשה, אם לא בלתי אפשרי, לזהות מבנים סלולריים חשובים ומאפייני ההבחנה שלהם ללא טיפול מלאכותי בדגימות. כאן, נתמקד בטכניקות הרלוונטיות ביותר מבחינה קלינית שפותחו לזיהוי חיידקים ספציפיים, מבנים תאיים, רצפי DNA או אינדיקטורים לזיהום בדגימות רקמות, מתחת למיקרוסקופ.
    • E: כיצד אנו רואים את העולם הבלתי נראה (תרגילים)

    תמונה ממוזערת: מיקרוסקופ מורכב במעבדה לביולוגיה. (CC -BY-SA 4.0; אקגסטיה).