微生物顯微技術的發展

顯微技術的發展

微生物最根本的特殊性就是它們微小。因為微小，我們需要有特殊的觀察工具；因為微小，我們要有特殊的技術將混雜在一起的不同種類微生物區分開來；因為微小，我們要設計出一套專門的培養技術。為此，顯微技術、無菌操作技術、純種培養技術就成了微生物學中的特殊技術和方法的核心。

 

工具是人類器官的延伸。要觀察肉眼看不到的微生物，沒有適當工具是不可能的。在列文虎克用顯微鏡揭示微小的生命世界之前80多年，已經有人製造出顯微鏡，並描繪了顯微鏡下細菌的形態。不過，看到細菌、原生動物等活的微生物，並把它們的運動記錄下來的第一人是列文虎克。

 

隨著工業發展和技術進步，顯微鏡經過300多年的改進，現在已經是林林總總，形式多樣了。但從功能上說，無非是從器具和觀察對象兩方麵著手提高放大倍數和增加分辨細微結構的能力。在器具上，包括選擇投射於物體上的波束的性質及為便於觀察而不斷改善操縱裝置；在觀察對象上，則是如何突顯待觀察的部分。波束有光波和電磁波，用光波的叫做光學顯微鏡，用電磁波的叫電子顯微鏡。光波隻能對大於其波長的物體造象，可見光的波長大約是0.4—0.8微米，所以光學顯微鏡不可能分辨小於200納米（0.2微米）的物體。由於一般細菌的直徑大約是1微米，所以在光學顯微鏡下，隻能觀察細菌的一般形態和主要的細胞結構，即使較大的細菌，也不能有效地研究它們的內部細微結構。

 

目前的光學顯微鏡放大和分辨效率已經越來越接近其極限，大約可以將對象放大2000倍。電磁波的波長約是0.005納米，是可見光波波長的十萬分之一，電子顯微鏡的放大倍數目前可以達到百萬，可以分辨0.1—0.5納米，也就是說，物體中相距0.1—0.5納米的兩個點也可以分辨清楚。這樣，不僅可以看到細胞中許多細微結構，還能觀察分子的形態。

　　下麵的表格對光學顯微鏡和電子顯微鏡的特點進行了比較。

特點	光學顯微鏡	電子顯微鏡
最高放大倍數	約1000-1500	10萬以上
最佳分辨率	0.2微米	0.5納米
輻射源	可見光	電子束
輻射源通過的媒介	空氣	高真空
透鏡類型	玻璃	電磁體
反差來源	光吸收的差異或特定波長	電子散射
聚焦機械	機械調節透鏡位置	調節電磁透鏡的流向
改變放大倍數的方法	調換物鏡或目鏡	調節電磁透鏡的流向
樣品承載	載玻片	金屬網（通常為銅網）

近代由於激光技術和計算機技術的發展，顯微鏡也是這些高新技術的應用對象。顯微鏡的不斷革新，使對微生物的研究越來越深入。