Hvorfor ses visse cellestrukturer under lysmikroskoper?

Begrænsningerne i lysmikroskopi:

* opløsning: Lysmikroskoper er begrænset i deres evne til at skelne mellem to tæt placerede objekter. Dette kaldes opløsningsgrænsen og er cirka 200 nanometer. Dette betyder, at alt, hvad der er mindre end 200 nanometre, vil virke sløret eller endda usynlige.

* Kontrast: Lysmikroskopi er afhængig af, at lys passerer gennem prøven. Hvis prøven har et lignende brydningsindeks som det omgivende medium, ser det ikke meget anderledes ud og vil være svært at se.

* bølgelængde af lys: Bølgelængden af synligt lys, der bruges i lysmikroskopi, begrænser opløsningen, hvilket forhindrer visualisering af strukturer, der er mindre end dens bølgelængde.

Hvorfor visse strukturer er synlige:

* størrelse: Strukturer, der er større end 200 nanometre, som kernen, cellemembranen og nogle organeller (f.eks. Mitokondrier, chloroplaster), er let synlige under et lysmikroskop.

* Kontrast: Strukturer med et andet brydningsindeks end det omgivende medium vil sprede lys forskelligt, hvilket får dem til at virke mørkere eller lysere, hvilket øger kontrast og synlighed.

* farvning: Mange teknikker bruger farvestoffer til at plette specifikke strukturer, øge deres kontrast og lade dem ses under et lysmikroskop.

* Forberedelse: Den måde, prøven er forberedt på observation, spiller også en rolle. Tynde skiver (sektioner) eller udfladede præparater hjælper med lysindtrængning og bedre synlighed.

Hvilke strukturer er ikke synlige under et lysmikroskop:

* mindre strukturer: Ribosomer, proteiner, DNA -molekyler og andre mindre strukturer er for små til at blive løst med et lysmikroskop.

* Gennemsigtige strukturer: Nogle strukturer er gennemsigtige og har et lignende brydningsindeks som det omgivende medium, hvilket gør dem vanskelige at se uden farvning.

alternative teknikker til visualisering af mindre strukturer:

* Elektronmikroskopi: Elektronmikroskoper bruger bjælker af elektroner i stedet for lys, hvilket giver mulighed for meget højere opløsning (ned til 0,1 nanometer). De kan afsløre den detaljerede interne struktur af celler og endda individuelle molekyler.

* fluorescensmikroskopi: Denne teknik bruger fluorescerende farvestoffer, der binder til specifikke strukturer, hvilket gør dem synlige på en mørk baggrund.

* Superopløsningsmikroskopi: Avancerede teknikker som stimuleret udtømning af emission (STED) mikroskopi kan overvinde diffraktionsgrænsen for lysmikroskopi og visualisere strukturer mindre end 200 nanometer.

Kortfattet: Lysmikroskoper er et kraftfuldt værktøj til at studere celler, men deres begrænsninger betyder, at kun visse strukturer er synlige. Brug af alternative teknikker som elektronmikroskopi eller fluorescensmikroskopi giver os mulighed for at udforske de komplicerede detaljer i cellen i meget højere opløsning.