|
Antoni van Leeuwenhoek
Trước dây khi làm việc tại Bảo tàng giống chuẩn Nấm men CBS ở
Delft (Hà Lan) tôi có may mắn nhìn thấy chiếc kính hiển vi đầu tiên của
Antoni van Leeuwenhoek (1632-1723). Từ thuở thiếu thời ông làm công cho một
chủ bán vải. Tình cờ khi thấy đưa đáy chai qua nền vải thấy các sợi vải được
phóng to lên và ông say mê tự mài các thấu kính và lắp nên những chiếc kính
hiển vi đầu tiên. Ông đã lắp tới 400 chiếc kính hiển vi đầu tiên. Một trong
số này hiện được đặt trong một hang đá được rọi sáng. Nó chỉ nhỏ hơn nửa bàn
tay và gồm một giá kim loại có tay cầm, ở giữa có lắp một thấu kính nhỏ, bên
cạnh có một cái cần để đựng mẫu vật ngang tầm thấu kính và được điều chỉnh
xa gần nhờ một đinh ôc. Người quan sát phải dí mắt vào thấu kính và vật quan
sát được chiếu sáng bằng một ngọn nến. Các kính hiển vi của ông có độ phóng
đại khoảng 275 lần và có cái phóng đại được đến 500 lần. Ông quan sát bựa
răng, nước cống, máu và mọi thứ có thể kiếm được. Ông là người đầu tiên nhìn
thấy các vi sinh vật (vi khuẩn, động vật nguyên sinh) sợi cơ, tinh trùng và
hồng cầu… Ông gọi vi sinh vật là “các động vật nhỏ bé” (animalcules) và
chứng minh là số lượng của chúng trong miệng đông đúc hơn cả dân số Hà Lan
(!). Thông qua một nhà khoa học trong suốt gần 50 năm ông đã gửi 560 bức thư
miêu tả các thứ ông nhìn thấy qua kính hiển vi đến Học hội Hoàng gia Anh và
năm 1680, Leeuwenhoek được bầu làm hội viên Học hội Hoàng gia Anh mặc dầu
ông không được học hành gì và không biết ngoại ngữ nào. Ông xứng đáng được
coi là người khám phá ra “thế giới không nhìn thấy.”Cuộc sống riêng của ông
rất đau khổ, Ông đã bỏ rơi 2 bà vợ, có đến 7 người con, nhưng khi nằm xuống
ở tuổi 90, chỉ còn 1 người con duy nhất còn sống.
 
Robert Hook
Đầu năm nay khi làm việc tại Viện NITE (Nhật Bản) tôi lại được
thấy chiếc kính hiển vi mô tả giống hệt chiếc kính của
nhà bác học
Anh Robert Hook(1635-1703), nhà khoa học Anh đã sử dụng nguồn sáng khi soi
kính hiển vi. Ông mới chính là người được mệnh danh là “cha đẻ của kính hiển
vi quang học”. Ông đã quan sát cấu tạo của phần chất bần ở các cây thủy
sinh và phát hiên cấu tạo tế bào. Ông gọi là ”cell” và từ này vẫn được dùng
để chỉ “tế bào” đến ngày nay.. Năm 1665 ông cho xuất bản cuốn “Hình ảnh hiển
vi” giới thiệu rất nhiều đối tượng mà mắt thường không thấy rõ được.
Tế bào qua quan sát của Robert Hook
Đến những năm 30 của thế kỷ19, kính hiển vi đã được cải tiến gồm có vật
kính và thị kính, gắn ở 2 đầu ống kính, từ đó mới giải quyết triệt để được
hiện tượng sai lệch màu sắc.
Giovani Battista Amici (1786-1863) đã phát minh kính hiển vi phản xạ bằng
cách lắp thêm một thấu kính lõm 3 inch giữa vật kính và thị kính, triệt tiêu
được sai lệch màu sắc. Ông đã quan sát được sự sinh trưởng của ống phấn hoa,
tiếp cận dần sự phát hiện thụ tinh của thực vật vào những năm 80 TK 19.
 
David Brewster
Năm 1812, huân tước David Brewster(1781-1868) ngâm vật kính và mẫu vật trong
một chất lỏng có độ khúc xạ gần vời thủy tinh, có thể triệt tiêu sự sai lệch
và tán sắc khi ánh sáng đi qua các môi chất có độ khúc xạ khác nhau. Ông
cũng là người đâu tiên sử dụng kính lọc màu để thu được ánh sáng đơn sắc.
Chất lỏng sử dụng chủ yếu là glycerine .
Hai nhà khoa học Mỹ Ernst Abbe
(1840-1905)và Carl Zeiss(1816-1888) đã cộng tác
với nhau tìm ra chất dầu ngâm kính tốt nhất qua thử 300 chất khác nhau, đó
là dầu Tuyết tùng (huile de cèdre) hiện đang được dùng khi sử dụng vật kính
x100 . Hai ông còn thay thế thủy tinh truyền thống hồi đó bằng thủy tinh
borate và thủy tinh phosphate, gần với kính hiển vi quang học hiện đại. Năm
1886, Abbe phát minh ra kính tụ quang rọi sáng dưới vật kính.
Ernst Abbe
 Frederik Zernike(1888-1966) đã phát minh ra kính hiển vi tương phản pha, nhờ
đó, có thể quan sát những vật thể sống trong suốt không màu, như xoắn thể
gây bệnh giang mai mà không cần cố định, nhuộm màu. Ông đã nhận giải thưởng
Nobel năm 1953 do những đóng góp xuất sắc trong lĩnh vực Sinh học.
Từ những năm 80 của thế kỷ19, kính hiển vi quang học ngày càng hoàn thiên và
định hình, nhưng do hạn chế bởi nhược điểm bẩm sinh là không quan sát được
những vật thể nhỏ hơn một nửa bước sóng ánh sáng , nên cần phải phát minh
ra kính hiển vi tử ngoại. Nhờ tia tử ngoại có bước sóng chỉ bằng phân nửa
ánh sáng thường, nên độ phóng đại được nâng cao gấp đôi. Do thủy tinh có
tính chất lọc tia tử ngoại, nên kính hiển vi tia tử ngoại phải phải dùng
thấu kính thạch anh thay cho thấu kính thường. Vì mắt người cũng không thấy
được tia tử ngoại, nên lúc đầu người ta phải chụp trên phim cảm quang, về
sau được quan sát bằng camera truyền hình. Phiến lính (lame) và lá kính
(lamelle) cũng phải làm bằng thạch anh nóng chảy. Mặc dù thấu kính thạch anh
có thể thay thế bằng fluorspar tổng hợp, nhưng kính hiển vi loại này cũng
hết sức phức tạp và đắt tiền. Sau khi kính hiển vi điện tử ra đời, kính hiển
vi tử ngoại chỉ còn bó hẹp trong phạm vị nghiên cứu ADN với bước sóng 260nm.
Hiên nay, tia tử ngoại và ánh sáng màu lam thẫm còn được dụng trong kỹ thuật
hiển vi huỳnh quang để nghiên cứu trong miễn dịch học.
Tuy nhiên kính hiển vi quang học không thể quan sát được các vật có kích
thước nhỏ hơn 200nm mà virus và các bộ phận chi tiết của các tế bào đều có
kích thước đo bằng nm (1nm=1/triệu mm). Chính vì vậy việc phát hiện ra kính
hiển vi điện tử là một bước tiến xa giúp cho các khám phá sinh học và nhiều
lĩnh vực khoa học khác. Kính hiển vi điện tử cho phép quan sát hơn kính hiển
vi quang học nhiều gấp 100 lần. Nếu dùng kính hiển vi quang học quan sát
virus thì chẳng khác gì dùng máy đào đất đi tìm cây kim (Hawley, 1946).
Nguyên lý của kính hiển vi điện tử là dùng một chùm điện tử thay thế cho ánh
sáng, do dòng điện tử không đi qua thấu kính được cho nên phải dùng những
điện từ trường để hôi tụ chùm điện tử, tất cả thiết bị phải đặt trong ống
chân không.
Năm 1938, kính hiển vi điện tử ra đời tại Mỹ. Mắt thường chỉ có
thể phân biệt vật thể tới kích thước 106 Å(angstrom), 1 Å = 0,1nm
(nanomètre), hay = 1.0 × 10-10 met.
Kính hiển vi quang học thông thường có thể phóng đại được 500 lần, tức phân
biệt được 2000 Å. Kính hiển vi quang học hiện đại nhất có độ phóng đại 2.500
lần. Kính hiển vi điện tử có thể phóng đại 40.000 lần, thậm chí có thể phân
biệt được 2-3 Å, nhưng chỉ có thể phân biệt rõ nét những hạt từ 20 Å trở
lên.
Optical microscope=KHV quang học
TEM=Transmission electron microscope- KHV điện tử thấu xạ
SEM=Scanning electron microscope-KHV điện tử quét
Men bia dưới KHV điện tử
Ngày nay kính hiển vi điện tử không còn cồng kềnh
như trước nữa mà rất gọn nhẹ. Hình ảnh hiện lên màn hình và chụp lại được
ngay. Các loại virus có thể thấy rất rõ rừng chi tiết.
 
Virus HIV gây bệnh AIDS Virus Cúm A/H1N1
Đã đăng trên tạp chí Kiến thức ngày nay
| 
