الرئيسية
[size=12]السلام عليكــــم..
أول شيء مبارك عليكم الشهر الفضيل..
المقال منقول من ويكيبيديا ، الموسوعة الحرة
يحتاج علماء الأحياء إلى ملاحظة الخلايا وأجزائها خلال دراسة الكائنات
الحية. إنّ تطوير أدوات وتقنيات جديدة يمكّن علماء الأحياء من كشف أعمق
أسرار الحياة.
المجاهر
المجاهر هي من الأجهزة الأوسع استخداماً في علم الأحياء. والمجهر
Microscope هو جهاز يعطينا صورة مكبّرة للشيء الذي ننظر إليه به. يستخدم
علماء الأحياء المجاهر لدراسة الكائنات الحية والخلايا وأجزائها الصغيرة
التي لا يمكن رؤيتها بالعين المجردة. تكبّر المجاهر شيئاً ما وتكشف تفاصيله
في آن واحد. التكبير Magnification هو زيادة الحجم الظاهر لشيء معين. أما
التمييز Resolution فهو القدرة على إظهار التفاصيل. وتتفاوت المجاهر في
مجال قدرة التكبير والتمييز التي تختص بهما.
المجاهر الضوئية
تعرف على أجزاء المجهر من هنا
لرؤية الكائنات الحية الصغيرة والخلايا يستعمل علماء الأحياء عادة مجهراً
ضوئياً مركباً (م.ض) Compound light microscope كما يظهر في الصورة. ولكي
ترى بواسطة المجهر الضوئي المركب، تضع العينة على شريحة زجاجية، لكن يجب أن
تكون العيّنة رقيقة بما يكفي لتصبح شفافة، أو أن تكون صغيرة جداً. توضع
الشريحة التي تحمل العينة فوق فتحة في منضدة المجهر. ومن مصدر ضوء، كمرآة
أو مصباح مثبت في القاعدة، يوجَّه الضوء إلى الأعلى. يمر الضوء عبر العينة
وعبر العدسة الشيئية Objective lens الموضوعة مباشرة فوق العينة، فتكبر
العدسة الشيئية تلك العينة. بعد ذلك يتم إسقاط الصورة المكبرة عبر القصبة
Body tube نحو العدسة العينية Ocular lens المثبتة في قطعة العين Eyepiece
حيث تكبر أكثر. تحتوي معظم المجاهر الضوئية على مجموعة عدسات شيئية ذات
درجات تكبير مختلفة. يمكن اختيار عدسة وتركيزها في حقل الرؤية عبر إدارة
القطعة الأنفية Nosepiece. تقوم العدسة الشيئية الكبرى في مجهر ضوئي مركب
ونموذجي بتكبير صورة لتبلغ 40 ضعفاً للحجم الأصلي للعينة. يسمى عامل
التكبير هذا قدرة التكبير Power of magnification للعدسة الشيئية، والتي
يرمز إليها في هذه الحالة بـ 40× (× تعني عدد مرات التكبير) ومن ناحية أخرى
تكبر العدسة العينية العينة 10 مرات (10×). ولاحتساب قدرة تكبير المجهر،
يجب ضرب قدرة تكبير العدسة الشيئية الكبرى (40× في هذه الحالة) في قدرة
تكبير العدسة العينية (10×). يكون الحاصل قدرة تكبير إجمالية تساوي 400×.
المجاهر الإلكترونية
تحدد خصائص الفيزيائية قوة التمييز لدى المجاهر الضوئية. فإذا تجاوزت قدرة
التكبير 2000× تصبح صورة العينة غير واضحة أو ضبابية. لفحص عينات أصغر من
الخلايا، كمكونات الخلايا أو الفيروسات، قد يختار العلماء واحداً من بضعة
أنواع من المجاهر الإلكترونية. في المجهر الإلكتروني Electron microscope
تقوم حزمة من الإلكترونات، بدل شعاع من الضوء، بإعطاء صورة مكبرة للعينة.
المجاهر الإلكترونية أقوى بكثير من المجاهر الضوئية. ويمكن لبعض المجاهر
الإلكترونية أن تظهر حتى محيط ذرّات منفصلة في إحدى العينات، يقوم المجهر
الإلكتروني النافذ Transmission electron microscope (م.أ.ن) بإرسال حزمة
من الإلكترونات عبر شريحة عينة رقيقة جداً، فيما تقوم عدسات مغنطيسية
بتكبير الصورة وضبطها برؤياً على شاشة أو لوحة تصوير فوتوغرافي، تنتج من
هذه العملية صورة كتلك التي تراها في الصورة أ. يكبر المجهر اللإلكتروني
النافذ الأشياء حتى 200000 مرة، لكن من سلبياته أنه لا يمكن استخدامه
لمشاهدة العينات وهي حية.
الكائن الحي نفسه الذي في الصورة (أ) ولكن تحت المجهر الإلكتروني الماسح
الكائن الحي نفسه الذي في الصورة (أ) ولكن تحت المجهر الإلكتروني الماسح
أما المجهر الإلكتروني الماسح Scanning electron microscope (م.أ.م)
فيزودنا بصور مجسمة مدهشة كالتي تراها في الصورة ب. لا ضرورة لتقطيع العينة
إلى شرائح من أجل رؤيتها، إنما يكفي رشها بطلاء معدني رقيق. ترسل حزمة من
الإلكترونات فوق سطح العينة، مما يدفع بالطلاء المعدني إلى إطلاق وابل من
الإلكترونات نحو شاشة فلورية أو لوحة تصوير فوتوغرافي، فتعطي صورة لسطح
الشيء. تستطيع المجاهر الإلكترونية الماسحة تكبير الأشياء حتى 100000 مرة،
إنما لا يمكن استخدامها لمشاهدة العينات وهي حية، كما هي الحال بالنسبة
للمجهر الإلكتروني النافذ.
أجزاء المجهر
إتبع الصورة التالية لمعرفة الأجزاء :
* عدسة عينية و هي مثبتة في الطرف العلوي للأسطوانة المعدنية الموجودة في
أعلى جزء من المجهر و من خلال هذه العدسة تنظر العين إلى الداخل لرؤية
العينة المراد فحصها. (1)
* عدسات شيئية و هي مثبتة على قرص متحرك بالطرف السفلي للأسطوانة المعدنية
و تكون قريبة من الشيء المراد تكبيره ، لذلك سميت بالعدسات الشيئية و
يتراوح عدد هذه العدسات بين (2 - 4) عدسات و تتدرج في قوة تكبيرها. (3)
* ضابطان أحدهما للضبط التقريبي و الآخر للضبط الدقيق يمكن تدويرهما لرفع
أو خفض العدسات عن العينة المدروسة لتوضيحها بعد اختيار قوة التكبير
المطلوبة بأي من العدسات الأربع. (4)
* منضدة ( مسرح ) مسطح مستو و يمكن رفعه أو خفضه أو يكون ثابتا و في وسطه
توجد فتحة و ماسكان معدنيان لتثبيت الشريحة الزجاجية التي توضع عليها
العينة المطلوب تكبيرها. (6)
* مرآة و توجد في أسفل المنضدة و وظيفتها توجيه الضوء لينفذ من فتحة
المنضدة و يسلط على العينة المثبتة على الشريحة ، و هناك بعض المجاهر تكون
مزودة بمصباح كهربائي بدلا من مرآة. (7)
المجهر الإلكتروني الماسح ( S.E.M )
[size=9][size=9] لقد
بدأت أولى المحاولات لصنع جهاز المجهر الالكتروني في
بدايه عام ( 1930 ) بألمانيا ، حيث قام كل من العالم Knoll و العالم Ruska
، أثناء الفترة مابين ( 1930 – 1933 ) بصنع مجاهر
الكترونية بعدها بدأت المحاولات الكثيرة لتذليل العقبات
التي تواجه فكره عمل المجهر الالكتروني ، إلى أن أصبح
هذا الجهاز من أهم الأجهزة العلمية المتقدمة ، و الذي
يخدم معظم المجالات العلمية ، منها مجال تحليل عينات الزجاج
بدقة .
[size=12]فكرة عمل الجهاز :
إن الصفة الرئيسية المميزة في جهاز ( SEM
) أنه تستخدم فيه حزمة من الإلأكترونات لتمسح العينه .
أي أن الإلكترونات تتحرك للأمام و الخلف ماسحه سطح
العينه ، و كما أن العينه تتسبب في عكس الإلكترونات
الثانوية ، و يمكن استخدامها لإنتاج الصورة .
يحتوى
المجهر الإلكتروني على الأدوات المنتجه للإلكترونات ، و
المستخدمة لمسح العينه المراد فحصها ، هذهالإلأكترونات
تتمثل في مدفعةالإلكترونات المنطلقه ، تمر بالعمود
المفرغ تماما من الهواء ( حتى لا تعيق مرور
الإلأكترونات ) ، وعند وصول الحزمة تصطدم بالعينه
المراد فحصها ، حيث تنتج عدة اشعاعات منها الالكترونات
الثانوية المسئولة عن انتاج خيال الصورة ، و أي اختلاف في كثافه
الالكترونات الثانوية المنبعثه من العينة يظهر لنا اختلاف في
البريق على الشاشة .
أما
بالنسبه لعملية التحليل فإنه من بين الإشعاعات الصادرة
من العينة ، أشعه مهمة تسمى بأشعة الليزر ( X-ray
) و الذي لها دور رئيسي في عملية التحليل ، حيث ان كل
جزء من العينة و الذي يمثل عنصر معين تنبعث منه شعاع
ليزر له طول موجي ( λ
) يختلف عن الجزء الآخر من العينة و الذي يمثل عنصر
آخر . بالنهاية تكون النتيجه أننا نحصل على صورة مكبرة
مئات الآلاف و في نفس الوقت نستطيع أن نقوم يتحليل أي
جزء من العينة .
تحضير العينة :
نعلم
أن الزجاج مادة غير موصله للكهرباء بالتالي عند سقوط
حزمة من الالكترونات على العينه الغير موصله بالكهرباء
مثل الزجاج ، فانه يؤدي الى تجمع كبير من الالكترونات و
حصول على صورة رديئه ، لذا لابد من تفريغ الالكترونات
الزائده و يتم ذلك باستخدام جهاز ( Coating
) ، بحيث تثبت أولاً عينه الزجاج على القرص المعدني
الخاص بواسطة الإسمنت الكربوني الموصل للكهرباء و يكون
سطح عينة الزجاج مستو تقريباً ، بعدها يتم عمل غطاء
كربوني للعينه بالكامل ( Coating ) .
وهناك
طريقه أخرى أكثر دقه ، و هي استخدام بودرة السيليكا ،
بحيث تأخذ العينه و توضع كمية مناسبه من بودرة السيليكا
عليها و تضغط بالمكبس الحراري ، ثم تجلخ و تنعم حتى
تظهر عينه الزجاج على السطح ، نقوم بعدها بعمل خط
بواسطه سائل الفضه من العينه حتى قاعدة التثبيت حتى يتم
تفريغ الالكترونات الزائدة .
[/size][/size][/size]
المجاهر الإلكترونيـة وتطبيقاتها الحديثة
د. محمد مجلد
د. محمد مجلد
لقد ظهر أول ما ظهر لرؤية وتكبير الصور Image والأشياء Objects المجاهر الضوئية Light Microscopesبأنواعها المختلفة البسيطة والمركبة لكن هذه الرؤية وذلك
التكبير كان محدوداً مما أدى إلى البحث عن رؤية أوضح وتكبير غير
محدود، فظهر ما يعرف بـالمجاهر الإلكترونية (EM) Electron Microscope
وذلك لأن رؤيــة الأشــياء بوضوح ومعرفة التفاصيل الدقيقة Fine details للصور والتي تعرف بمصطلح التباين أوقوة التباين Resolutio تعتمد على طول الموجات الضوئية المستخدمة للرؤية والتكبير وسط عوامل أخرى في جهاز المجهر.
ونستطيع أن نرى الأشياء باستخدام المجهر الضوئي الذي يستخدم الضوء light
مصدراً له بقوة تكبير تصل لحد 1000 مرة تقريبا، وتغيب بعد هذه
القوة من التكبير كل التفاصيل الدقيقة في الصورة، ويمكن رؤية أصغر
مسافة بين نقطتين أوجسمين (قوة التباين) بهذا التكبير في حدود 0.3 ميكرون.
لكن الإلكترونات المستخدمة في المجهر الإلكتروني كمصدر للضوء
والتي تتميز بأطوال موجات قصيرة تجعل قوة التباين بها كبيرة مما
يجعلنا نستطيع أن نرى المسافات بين نقطتين تصل لحد إلى،...2. ميكرون
(20 - 40 نانوميتر تقريبا)، لذلك كانت قوة التكبير يمكن أن تصل إلى نصف مليون مرة (500,000) وأكثر
بهذه القوة التكبيرية العالية أمكن التعرف على محتويات الخلايا
ومكوناتها (عضياتها) وأنويتها وتراكيبها الداخلية ومكونات أغشيتها
المختلفة (أنظر شكل رقم 1).
شكل رقم (1) يبين التراكيب الدقيقة للخلايا ومحتوياتها المختلفة
لمشاهدتها ودراستها تحت العدسات الكهرومغناطيسية بالرؤية
والتكبير المطلوبين في المجهر الإلكتروني، ويمكن رؤية ودراسة
طبوغرافية وأسطح الخلايا والكائنات الصغيرة والمواد المختلفة وتكوين
صور ثلاثية الأبعاد لها كما في شكل رقم (2) باستخدام:
شكل رقم (2) يبين جزء من صورة مجهريه لسطح الخلايا
Scanning Electron Microscope (SEM)
أما لرؤية الخلايا ومحتوياتها الداخلية وقطاعات الأنسجة المختلفة فيمكن ملاحظتها كما في شكل رقم (3) باستخدام :
شكل رقم (3) جزء من قطاع في صورة مجهريه يبين مكونات الخلايا والأنسجة
Transmission Electron Microscope (TEM)
تطبيقات المجهر الإلكتروني الحديثة:
شكل رقم (4) يبن التحليل الكيميائي لمحتويات الخلايا باستخدام تقنية أشعة
غير أن استخدام المثبتات والمواد الكيميائية المختلفة في تقنية
المجهر الإلكتروني قد تغير في كثير من طبيعة وشكل النسيج إضافة إلى
ما فيها من سمية ويعيق الكشف عن محتويات النسيج الكيميائية فظهر ما
يعرف:
1 - تقنية التبريد Cryo-technique (Freezing technique)
وهي دراسة العينات البيولوجية دون استخدام المثبتات أوأي مواد
أخرى أواستخدام مواد كيميائية بسيطة، والهدف منها عدم تعريض العينات
للمواد الكيميائية والمثبتات والحفاظ عليها ودراسة محتويات الأنسجة
الكيميائية والبحث عن وجود مواد دخيلة Localization studies ومن ثم دراستها باستخدام المجهر الإلكتروني، ويستخدم فيها التقنيات التالية:
شكل رقم (5) يبين خريطة مجهريه تحليلية لبعض من عناصر الخلية
ب - باستخدام مثبتات بسيطة مثل البارافورمالدهايد
ج - التبريد البديل Cryo-substitution تحت درجة حرارة ــ 80 إلى ــ 50 م باستخدام جهاز الـ C.S. Auto ويتم تثبيت وطمر العينات داخل الجهاز
د - التقطيع الدقيق بالتبريد Cryo-ultramicrotomy في وسط سائل النيتروجين، ومن ثم تسخن العينة إلى درجة حرارة الغرفة وتدرس تحت المجهر باستخدام تقنية أشعة X الصادرة من جهاز المجهر الإلكتروني (X-Ray Microanalysis)
2 - التحليل الدقيق بأشعةْْْ EDAX (X-ray Microanalysi)
يتم في هذا التطبيق التعرف على مكونات الأنسجة والخلايا
الطبيعية وغير الطبيعية كيميائيا، وله تطبيقات طبية وبيئية واسعة حيث
يمكن من خلاله التعرف على المواد الكيميائية والملوثات البيئية
وأملاح المعادن التي تصيب وتلوث الخلايا والأنسجة (Localization Studies of tissue elements)
3 - تقنية التحليل القياسي (المتري) للأنسجة Image Analysi
من خلال المجهر الإلكتروني مع الاستعانة بالدراسات الإحصائية
المساعدة وبرامج الحاسب الآلي لدراسة أعداد ومساحات وأحجام وقياسات
الأنسجة والخلايا وعضياتها.
جميع الصور في هذه المقالة خاصة بالباحث.
[/size]
» إختبار الثلاثي الثالث مادة العلوم الطبيعية
» دلیل بناء اختبار مادة علوم الطبیعة والحیاة في امتحان شھادة البكالوریا – أكتوبر 2017
» ملفات مفتوحة المصدر لجميع مصممين الدعاية والاعلان
» مادة الرياضيات السنة الاولى ثانوي
» برنامج لصنع توقيت مؤسسة تربوية
» كل ما يخص الثانية متوسط من مذكرات ووثائق للأساتذة
» المنهاج والوثيقة المرافقة له للجيل الثاني في كل المواد لمرحلة التعليم المتوسط
» دليل استخدام كتاب الرياضيات الجيل الثاني سنة4