معرض المتعلقات الشخصية للرسول، ص  *  الحرس الوطني الأمريكي يفشل في إخماد الاحتجاجات في فرگسون، مزوري احتجاجاً على قتل الشرطة لفتى أسود أعزل. سقوط قتيل في ضاحية أخرى لمدينة سانت لويس  *   كتائب القسام تعلن قصف حقل نوا الإسرائيلي للغاز الطبيعي الواقع على بعد 10 ميل مقابل ساحل غزة بصاروخين. الحقل تملكه نوبل إنرجي ودلك  *   داعش تضرب عنق صحفي أمريكي وتذيع الجريمة على يوتيوب  *   الصين تجري ثاني اختبار طيران مركبة شراعية فائقة السرعة، طراز وو-14 بسرعة 10 ماخ  *   شياومي Xiaomi تتفوق على سامسونگ في بيع الهواتف في الصين.   *   من دين محلي يبلغ 1.5 تريليون جنيه، 786.8 بليون جنيه حصيلة بيع أذون وسندات خزانة في مصر  *   مصطفى صنع الله، رئيس مؤسسة النفط الليبية، يتولى منصب القائم بأعمال وزير النفط  *  وفاة الشاعر الفلسطيني سميح القاسم، صاحب قصيدة   *   هل انهارت مبادرة حوض النيل؟  *   ثروات مصر الضائعة في البحر المتوسط  *   شاهد أحدث التسجيلات  *  تابع المعرفة على فيسبوك  *  تابع مقال نائل الشافعي على جريدة الحياة: تطورات غاز المتوسط في أربع مشاهد  *      

المجهر

يحتاج علماء الأحياء إلى ملاحظة الخلايا وأجزائها خلال دراسة الكائنات الحية. إنّ تطوير أدوات وتقنيات جديدة يمكّن علماء الأحياء من كشف أعمق أسرار الحياة.


Contents

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

كائن أحادي الخلية شوهد بالمجهر الإلكتروني النافذ

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

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

  • 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)