المجهر الضوئي المركب هو أداة متقدمة تستخدم لتكبير الكائنات الدقيقة، ويعتمد على العدسات المركبة والمرايا المخصصة لفحص العينات في مجالات العلوم البيولوجية والفحوصات التي تتطلب مستويات عالية من الدقة.
في هذا المقال، سنتناول بشكل موسع الأجزاء المختلفة للمجهر الضوئي المركب ووظائفها الهامة التي تلعب دورًا رئيسيًا في الأبحاث العلمية والفحوصات الطبية بدقة وكفاءة.
أجزاء المجهر الضوئي المركب ووظائفها
يتكون المجهر الضوئي المركب من عدة أجزاء أساسية، وهي كالتالي:
- الذراع: يستخدم لرفع المجهر وتسهيل نقله من مكان لآخر.
- القاعدة: تعد نقطة الارتكاز للمجهر عند وضعه على الطاولة.
- المنصة: هي السطح المخصص لوضع الشريحة، حيث تحتوي على مثبتين لتثبيت الشريحة في مكانها، بالإضافة إلى ثقب في المنتصف يسمح بمرور الضوء.
- الضابط الكبير: يساعد في تحريك الشريحة يمينًا ويسارًا لتسهيل الفحص الشامل.
- الضابط الصغير: يستخدم لتسهيل حركة المنصة بشكل غير مرئي.
- ضابط حركة المكثف: يتحكم في المكثف نفسه.
- الحجاب القزحي: يتحكم في كمية الضوء التي تنتقل إلى المكثف.
- مفتاح كهربائي: يعمل على تشغيل المجهر الإلكتروني وإضاءة مصدر الضوء.
- العدسات العينية: وهي العدسات التي يضعها الفاحص أمام عينه.
- العدسات الشيئية: تتكون من ثلاثة أو أربعة عدسات في بعض الأجهزة، وتستعمل لتحريك الأشياء المراد فحصها.
- المكثف: يقع أسفل المنصة ويجمع الأشعة الضوئية ويركزها نحو الشريحة المراد فحصها.
- مصدر ضوئي: مصدر كهربائي للضوء يثبت على القاعدة الأساسية للمجهر.
تاريخ اكتشاف المجاهر الضوئية
يرتبط اكتشاف المجاهر الضوئية ارتباطًا وثيقًا باكتشاف العدسات.
رغم أن تاريخ اكتشاف العدسات الأولى لا يزال غامضًا، إلا أن أقدم مثال معروف هو عدسة النمرود، التي تُعتبر واحدة من أولى العدسات:
- عدسة النمرود مصنوعة من الكريستال، ويعود تاريخ اكتشافها إلى حوالي 750 قبل الميلاد.
- استخدمت العدسة على مر الزمن، وتم اكتشاف المجهر في عام 1590 ميلادي.
- اكتشفه العالم الهولندي زاكرياس يانسن، وكان يتكون من ثلاثة أنابيب.
- كان أول من استخدم المجهر هو عالم الأحياء روبرت هوك في عام 1667 ميلادي.
- قام بإجراء العديد من التعديلات حتى توصل إلى المجهر الضوئي المركب الحديث.
- في سنة 1870، شهد المجهر الإلكتروني تطورات جديدة.
- استخدم العالم إرنست آبي معادلة انحراف الضوء لإجراء تغييرات متعددة.
- أكّد أن التكبير الذي يحدث للكائن الموجود تحت المجهر لا يرجع فقط إلى نوع العدسات، بل يتأثر بتوجيه الضوء.
- الرغبة في تحسين تكبير الكائنات الدقيقة ساهمت في إدخال تقنيات جديدة على الضوء في الأبحاث.
كيفية استخدام المجهر الإلكتروني المركب
توجد مجموعة من الخطوات العلمية الموصى بها لاستخدام المجهر الضوئي المركب بشكل صحيح، وهي:
- حمل المجهر باستخدام الذراع بكلتا اليدين.
- تنظيف المجهر جيدًا باستخدام ورق مبلل بمحلول التنظيف، مع التركيز على العدسات، وخاصة العدسة الزيتية.
- يجب تنظيف العدسة الزيتية بعد كل فحص، باستخدام قطعة قماش جاف، وتغطيتها بعد الاستخدام لحمايتها من الغبار.
- تجنب وصول الزيت إلى العدسات غير الزيتية وترك الضوء بعد الانتهاء من الاستخدام.
- تحريك الشريحة على المنصة للتأكد من نظافة العدسة الشيئية، حيث يجب أن يختفي الغبار.
- عند فحص عينة مختبرية، ينبغي تحريك الشريحة يمينًا ويسارًا لفحصها بدقة وفهم محتوياتها.
- ضبط العدسة المستخدمة في الفحص، والمعروفة بالعدسة العينية، بدقة.
- يجب ضبط إضاءة المجهر والمكثف، وضبط وضع الشريحة المراد فحصها بشكل سليم.
- ضبط فتحة المكثف إذا تم استخدام العدسة الشيئية.
أبرز استخدامات المجهر المركب
تتعدد تطبيقات المجهر الضوئي المركب في مختلف المجالات العلمية والفحوصات البيولوجية، ومنها:
دراسة الهيكل الذري
- يمكن للمجهر الضوئي عالي القدرة دراسة الأسطح الذرية الفردية بدقة متناهية.
فحص الأدلة الجنائية
- التي يتم جمعها من مواقع الجريمة بواسطة متخصصين.
- تحتوي على معلومات حيوية عن المشتبه بهم، لا يمكن التعرف عليها بالعين المجردة.
تحليل الأنسجة
-
يستخدم العلماء المجهر لدراسة الأنسجة والخلايا الحية.
- يمكن استخدامه لتحديد نوع النسيج، وخاصة في الكشف عن الأورام السرطانية.
التعرف على صحة الأنظمة البيئية
-
يقوم العلماء المختصون بمراقبة سلامة الأنظمة البيئية.
- يستخدم المجهر لتحديد أعداد وأنواع الكائنات الحية في مواقع معينة مع مرور الزمن.
التعرف على دور البروتين في الخلية
- اكتشف العلماء أن المجهر الضوئي هو أداة أساسية لدراسة وظائف البروتين داخل الخلايا.
فحص العينات الدموية والبولية
- يمكن أن يؤكد وجود مشاكل كلوية أو اضطرابات في خلايا الدم.
أهمية المجاهر الضوئية
تتمثل أهمية المجهر الضوئي في تفوقه في الجوانب العلمية، حيث يساعد العلماء في دراسة الخلايا الحية.
كما يساهم في فهم هيكلة جزيئات الكائنات والبنية الأساسية البلورية لها، ويتمثل في النقاط التالية:
- يعد أداة ضرورية لأي طبيب يعمل على فحص الأنسجة والعينات البيولوجية.
- يُعتبر وسيلة فعالة لاكتشاف الكائنات الحية الدقيقة.
- يمكن من التعرف على مكونات لا يمكن رؤيتها بالعين المجردة في كل من الحيوانات والنباتات والفطريات.
- يساهم في إنشاء دوائر كهربائية دقيقة على سطح رقائق السيليكون.
- تُعتبر المجاهر المخصصة لعملية المسح الضوئي أكثر تعقيدًا مقارنة بالمجاهر الضوئية العادية.
- يلعب المجهر الضوئي دورًا حيويًا في اكتشاف الأمراض وتشخيصها في المستشفيات حول العالم.
-
يساعد في تكبير العينة الدموية اللازمة للفحص، مما يسهل اكتشاف الأمراض مثل الملاريا.
- لا يمكن تأكيد وجودها إلا من خلال استخدام المجهر الضوئي.