Katalog

Y E N İ E L E K T R O N M İ K R O S K O P L A R I İşte atomlar!. Çeviri: Daniyal Eriç duı tnıgın Leeuvvenhoek'ın, "çok küçük hayvancıklar" adını verdigi bu canlılar, çıplak gözle görülemeyen varlıklarla çevrili bir ortamda yaşadığımızı ilk kez kanıtlamıştı. Bilgin, bu varlıkları, geliştirdiği bir "optik mlkroskop" sayesinde görünür duruma getirerek incelemeyi başarmıştı. v Leeuvvenhoek'ık kullandığı mikroskop, çağdaş standardlara göre değerlendirilirse "çok ilkel bir gereç" sayılırdı... Buna karşın göze görünen dünyayı değiştirecek kadar "güçlü bir yardımcı" idi. Oylesine ki bir damla suyun içinde, Afrika'nın uzayıp giden ovalarındaki yaşam gibi çesitll yaratıklann dolaşmakta olduğunu göstermeye yeterli olmuştu. Bu olay, çağdaş biyoloji ve tıp araştırmalarının başlangıcını oluşturan yoldaki ilk adımı simgelemektedir. Hastalıkların nedeni olan mikroplar teorisinden, kalıtım kurallarına kadar birçok bilinmeyenlerin çözümlenmesinde öncü olan adımlardı bunlar... Yine bu sayede, yaklaşık bir yüzyıl önce dünyanın büyük bilim adamları, Elnstein'ın teorik araştırmalarını beklemeden, atomun varlığını ve blçimini keşfetmişlerdi. Günümüzde, mikroskoplarla görüldüğü biçimde öğrenciler bile atom yapısının resimlerini çizebilmektedir. Bütün bu gelişmelerin tümü, bigin Leeuvvenhoek'la başlamıştı ,ancak yeni geliştirilen mikroskoplann getırdiği yenilikleri daha iyi anlayabilmek için ilk mikroskopların güçlü ve şakıncalı yönlerini bilmek gerekir. Bastarafı 1. Sayfada Şimdi böyle içinin havası boşaltılmış ve içiyle dışı arasında tam bir "sızdırmazlık" sağlanmış kocaman bir mikroskop düşününüz... Bu aletin özel gözlem bölmesine konulacak bir numunenin mutlak vakum ıçerisinde olması gerektiği, yukarıdaki açıklamalardan anlaşılacaktır. Oysa mikrobiyolojide incelenecek numunelerin bir bölümünün canlı olması, hava ortamında incelenmesi gerekebilir. örnek vermek gerekirse, Bilgin Leeuvvenhoek'ın basit mikroskobuyla incelediği, su '' damlasının içinde yaşayan yaratıklann, bir elektron mikroskobuyla görüntülenmesi olanaksızdır. Yine bir başka zorluk, ışınların dalga boyu küçüldükçe taşımakta oldukları enerji miktarının arttırılmasının zorunlu olmasıdır. Bu yüzden, örneğin bir atomun çapı boyutlanndakl dalgalarla izlenmesi gereken cisimlerin aydınlatılması için elektronların enerjisinin, yani hızlarının, ışığın hızına yaklaştırılması gerekir. Bu, büyük hızla çok küçük bir alandaki numune üzerine gönderilecek elektron demeti (veya "plazma")mn özellikle kırılgan nitelikteki cisimleri, istenilen gözlemin yapılmasında çok önce tahrip edeceklerı kesindir! Böyle olmasa bile hızla gelen elektronlar cismin yüzeyinden içertere doğru girerler, böylece cismin yüzeyinl gözlemlemek olanağı da kalmaz... Nobel alan mikroskop 1980 yılına kadar dünyamızda küçük cisimleri incelemek isteyenlerin olanağı bukadar iken birkaç yıl içinde icat edilen "scanhingprobe" tipi mikroskopların sayesinde durum birden değişti. Zürih'te IBM (International Business Machines) firmasında çalışan Gerd Blnnlg ve Heinrich Rohrer adlarındaki iki uzman bu yeni mik İlk mikroskoplar Hemen hepimizin okullarda kullandığımız türden mikroskoplar, "optik mikroskop" olarak adlandırılır. Çünkü bu aletler, inceleyip görmek istediğimiz cisimleri "görünür ışıklar" yardımıyla büyütürler. Yani aletin içindeki fiziksel işlem "optik" kurallar araçılığıyla gerçekleşir. Gözlenmesi istenen cisim üzerine ışık demeti yönetilerek aydınlatılır ve sonra mercekler yardımıyla görüntüler büyütülür. Mikrobiyolojiyle uğraşan bilginler için en önemli gereç olarak optik mikroskoplar yüzyılın başlarına kadar çok olumlu hizmetler görmüştür. Yalnız optik mikroskopların sınırlayıcı etkenleri incelenecek cisimlerin boyutları küçüldükçe ortaya çıkmıştır. Bunun nedeni ise çok basittir: çünkü ısık bir "dalga olayı"dır Bu dalganın boyu, mavıden kırmızıya doğru renkler değiştikçe kısalmakta, bunun tersine tltreşlmlerin frekanslan, yani bir saniyedeki titreşim sayıları ise büyümektedir. Dalga boyu, bir sinüsoidal titreşim eğrisinin iki tepe noktası arasındaki uzaklığa denir. Bu değer, kırmızı renkli ışıkta 760 tan, morötesi ışınlarda 380 nanometre (metrenin milyarda biridir: 109 metre) ye kadar değişmektedir. Bu ortalama, bir oktavlık orana denktir. Burada ortaya çıkan sorun, dalga boyu uzun olan ışınların, boyutları çok kü Numuneyi aydınlatan ışığın merceklerte odaklanıp, büyütülmüş bir görüntünün elde edildiği optik mikroskop (üstte) yardımıyla kırmızı kan hücrelerini görebilirsiniz (altta). Tunel akımmın ölçülmesi yoluyla numunenln atomik sıntrtannın grafiğinin çıkanldtğı taramatümelleme mikroskopla, DNA 'nın görüntüsüelde edebilirsınız. çük olan cisimlerden yansımaması bu nedenle optik mikroskoplarla belirli bir boyuttan küçük cisimlerin izlenememesi, görülememesidir. İşte bu nedenle, 1930'lu yıllarda, yeni tlpte bir mlkroskop geliştirildi. Bu mikroskop, optik türlerdekinden farklı olarak elektron demetlerlni ışın yerine kullanarak ve bunları, aynen optik mercekleode olduğu gibi daraltıp genişleterek görüntüyü "büyütüyor" ve izlenen cismi görünür biçime dönüştürüyordu. Ancak burada ortaya çıkan zorluk, elektron demetlerinin çıplak gözle görülmesinin olanaksızlığıydıl Bunun çaresi olarak Yeni tlpteki mikroskop elektron demeti bir "fluoresan" ekranın üzerine düşürülerek büyütülmüş görüntü orada izleniyordu. Böylece sorunun çözümü sağlanmış olsa bile daha başka sorunlar da hemen ardından geliyordu... örneğin, aslında "elektron mikroskobu" denilen gereç, evlerimizdeki televizyonların "ekran tübü"nden farksız sayılır. Bu tüplerin içindeki hava tamamen boşaltılmıştır. Yani böyle bir elektrontübü tam bir vakumla çalışır... Aksi takdirde elektron demetini, boşluk olmayan bir ortamda olusturmak, genişletip daraltma gibi işlemler yapılamaz! Sorunlar 800 mılımetrelık "atom kuvvetındeki" mikroskop (ustte), bir kan kümesinin filmını yapabllir (altta). Dağınık fibirın molekülleri, kan proteini, kordon, kordon dizileh, ekranı kaplayan tibrin ağı.