המיקרוסקופ הוא אחד המכשירים הרפואיים החשובים ביותר. לפיכך, זה הכרחי לאבחון של מחלות רבות.
מהו מיקרוסקופ?
המיקרוסקופ הוא בין המכשירים הרפואיים החשובים ביותר. בעזרת מיקרוסקופ ניתן להגדיל עצמים קטנים מאוד עד כדי כך שניתן יהיה להמחיש אותם. בדרך כלל, האובייקטים שיש לבחון הם בגודל הנמצא מתחת לכוח הפותר של העין האנושית. הטכניקה בה משתמשים במיקרוסקופ נקראת מיקרוסקופיה. המיקרוסקופ חשוב במיוחד ברפואה לביצוע בדיקות שונות. בנוסף, משתמשים בו גם בביולוגיה ובמדעי החומר. בעיקרון, המיקרוסקופ הוא אחד ההמצאות החשובות ביותר של האנושות. לפיכך, ניתן היה להבהיר מגוון שאלות מדעיות ורפואיות בעזרת מכשיר זה. המונח מיקרוסקופ או מיקרוסקופיה מקורו ביוונית קדומה. בעוד שמיקרוס מתורגם לגרמנית פירושו "קטן מאוד", סקופי מייצג "הסתכל על".
צורות, סוגים ומינים
מבדילים בין סוגים שונים של מיקרוסקופים. אלה הם מיקרוסקופ האור, מיקרוסקופ האלקטרונים וכן מיקרוסקופ הבדיקה הסורק. הטכניקה הוותיקה והידועה ביותר מייצגת את מיקרוסקופ האור. זה התחיל בסביבות 1595 על ידי מטחנות משקפיים הולנדיות וטכנאי עדשות. במיקרוסקופ אור, האובייקטים נצפים דרך עדשת זכוכית אחת או כמה. הרזולוציה המקסימלית של מיקרוסקופ אור קלאסי תלויה באורך הגל של האור בו משתמשים. יש גבול של כ- 0.2 מיקרומטר. השם למגבלה זו הוא מגבלת Abbe. כך תיאר הפיזיקאי הגרמני ארנסט אבבה (1840-1905) את החוקים המתאימים. משנות השישים ואילך פותחו גם מיקרוסקופים החורגים מגבולות הרזולוציה של אביי. רזולוציה גבוהה עוד יותר אפשרית בעזרת מיקרוסקופים אלקטרונים. מכשירים אלה יוצרו בשנות השלושים של המאה העשרים. ממציא מיקרוסקופ האלקטרונים היה מהנדס החשמל הגרמני ארנסט רוסקה (1960-1930). לקורות האלקטרונים אורך גל קצר יותר מאור, מה שמאפשר תצפית מדויקת יותר. באופן זה לרשות הרפואה וגם לביולוגיה עמדו אפשרויות בחינה טובות עוד יותר מכיוון שהיו יכולים להשתמש במיקרוסקופ אלקטרונים לבדיקת עצמים במקום בו הדבר כבר לא היה אפשרי באמצעות מיקרוסקופ אור. אלו כוללים וירוסים, פריונים, כרומטין ו- DNA. גרסה אחרת של מיקרוסקופ היא מיקרוסקופ הכוח האטומי. הוא פותח בשנת 1985 על ידי גרד ביניג, כריסטוף גרבר וקלווין קוואט. מיקרוסקופ בדיקת סריקה מיוחד זה מצויד במחטים עדינות המשמשות לסריקת משטחים. לכן פעולתו מבוססת על עיקרון אחר. השימוש במיקרוסקופי אור, במיקרוסקופי בדיקה ובמיקרוסקופי אלקטרונים מתרחש במספר רב של גרסאות שונות. לדוגמא, יש את המיקרוסקופ התהודה המגנטי, ה- קרני רנטגן מיקרוסקופ, אולטרסאונד מיקרוסקופ, מיקרוסקופ הנוירונים וכן מיקרוסקופ יון הליום.
מבנה ותפעול
מבנה המיקרוסקופ הקונבנציונאלי מורכב ממעמד המחובר לבסיס כבד המספק יציבות למכשיר. הדור של האור מתרחש בתחתית עם מקור אור חשמלי או מראה. בעזרת מתכוונן דיאפרגמההמכונה מעבה, ניתן לכוון את האור מלמטה דרך פתח הממוקם בשלב הדגימה אל שקופית הדגימה. האובייקט שיש לבחון ממוקם בשקופית האובייקט. כדי למנוע טשטוש תמונה, שני מהדקי מתכת מספקים יציבות לשקופית. מרכיב חשוב נוסף במיקרוסקופ הוא המנגנון האופטי. זה כולל עצמים שונים עם מספר גורמי הגדלה, הנמצאים על הצריח המסתובב. ההגדלה היא בדרך כלל פי 4, פי 10 או פי 40. בנוסף, ניתן להשיג גם מטרות 50x וגם 100x. בעזרת מראה, שממוקמת בחצובה, האור מוצא את דרכו לצינור. לאחר מכן הוא נופל לעינית שדרכה ניתן לצפות באובייקט. הפעלת מיקרוסקופ אור נעשית על ידי צפייה באובייקט בתאורה אחורית. האור, המכונה גם נתיב האור, מתחיל במקור האור מתחת למוביל האובייקט. האובייקט חודר על ידי האור, וכתוצאה מכך נוצרת תמונת ביניים אמיתית עם המטרה בתוך הצינור. עינית המיקרוסקופ פועלת כמו זכוכית מגדלת, ומייצרת שוב תמונת ביניים וירטואלית מוגדלת משמעותית.
יתרונות רפואיים ובריאותיים
לרפואה יש חשיבות מהותית לשימוש במיקרוסקופ. הוא משמש בעיקר להערכת דגימות רקמות, מיקרואורגניזמים, דם רכיבים ותאים. בפרט, הזיהוי של פתוגנים כמו בקטריה או פטריות הוא לעתים קרובות הכרחי על מנת לבצע את המתאים תרפיה. בעזרת בדיקות מיקרוסקופיות, רופאים יכולים לזהות מסוימים פתוגנים. לצורך כך, דגימות נגועות כגון דם, הפרשות פצעים או מוגלה נבדקים במיקרוסקופ אור כדי לקבוע את החיידק הסיבתי. למרות זאת, וירוסים בקושי ניתן לזהות באמצעות מיקרוסקופ אור. זה אפשרי רק במיקרוסקופ אלקטרונים. בדיקות מיקרוסקופיות ממלאות תפקיד חשוב גם בזיהוי מוקדם של סרטן. במקרה זה, דגימות רקמות שנלקחו מא ביופסיה או שנבחנת מריחת תאים באמצעות המכשיר כדי להבהיר חשוד סרטן. אך המיקרוסקופ מספק גם מידע רב ערך לאחר הסרת הניתוח של הגידול. בין היתר, ניתן להשתמש בו לקביעת סוג סרטן מעורב והאם הגידול אגרסיבי או דווקא צומח לאט. בדיקות רפואיות מיוחדות במיקרוסקופ מבוצעות במעבדות פתולוגיות המתמחות באבחון זה.
