أنواع المجاهر الضوئية

يوفر الفحص بمجهر الحقل الساطع Bright-field microscopy تباين ضئيل. ومع ذلك، يمكن تجهيز المجهر الضوئي light microscope بأنظمة بصرية optical systems أخرى لتحسين تباين الأحياء الدقيقة microorganisms بدون صبغ. نذكر هنا ثلاثة أنظمة شائعة الإستخدام.

1- مجهر الطور المتباين Phase-contrast microscope

يستخدم الفحص بمجهر الطور المتباين Phase-contrast microscopy عدسات شيئية ومكثفة condenser and objective lenses خاصة. تقسم هذه العدسة المكثفة على المجهر الضوئي الحزمة الضوئية light beam وترمي أشعة الضوء light rays قليلا خارج الطور. تمر الحزم المفصولة من الضوء بعد ذلك عبر وحول العينة specimen، وتظهر اختلافات صغيرة في معامل الانكسار refractive index داخل العينة كدرجات مختلفة من السطوع والتباين. بالفحص المجهري بالطور المتباين، يمكن أن يرى علماء الأحياء الدقيقة microbiologists الكائنات حية alive وغير مصبوغة. يدرس تركيب الخمائر yeasts والأعفان molds والبروتوزوا protozoa عادة بهذا التكوين البصري.

2- مجهر الحقل المظلم Dark-field microscope

يستخدم الفحص بمجهر الحقل المظلم Dark-field microscopy أيضا عدسة مكثفة خاصة محمولة تحت الرف stage. تنثر العدسة المكثفة الضوء وتسبب أنه يضرب العينة من الجانب. فقط الضوء المرتد من العينة وإلى العدسة الشيئية يجعل العينة مرئية، بينما تبدو المنطقة المحيطة مظلمة لأنها تفتقد إلى ضوء الخلفية. يوفر الفحص بمجهر الحقل المظلم قوة فصل جيدة وغالباً يضيء أجزاء من العينة لم ترى ببصريات الحقل الساطع bright-field optics. الفحص بمجهر الحقل المظلم هو أيضا الطريقة المفضلة لدراسة حركة motility الخلايا الحية.

يساعد الفحص بمجهر الحقل المظلم في تشخيص الأمراض diseases التي تسببها الكائنات الحية قرب حد قوة فصل المجهر الضوئي. على سبيل المثال، الزهري syphilis، يسببه البكتيريا اللولبية تريبونيما بالاديوم Treponema pallidum، والتي يبلغ قطرها حوالي 0.15 ميكرومتر فقط. بالتالي، يمكن ملاحظة هذا النوع البكتيري في كشطات مأخوذة من آفة lesion من شخص مصاب بهذا المرض، ويفحص بمجهر الحقل المظلم.

3- المجهر التألقي (الفلورسينتي) Fluorescence microscope

الفحص بالمجهر التألقي (الفلورسينتي) Fluorescence microscopy هو أحد المكاسب الرئيسية للمختبرات السريرية والبحثية. طبقت هذه التقنية لتعريف العديد من الأحياء الدقيقة، وهي الدعامة الأساسية لعلم البيئة الميكروبي microbial ecology الحديث وبشكل خاص علم الأحياء الدقيقة السريري clinical microbiology.

للمجهر التألقي، تغلف الأحياء الدقيقة بصبغة فلورسنتية fluorescent dye مثل الفلورسين fluorescein، ثم تضاء بالأشعة فوق البنفسجية ultraviolet (UV) light. تثير الطاقة energy في الأشعة فوق البنفسجية الإلكترونات electrons في الفلورسين، وتنتقل إلى مستويات طاقة أعلى. ومع ذلك، تتراجع الإلكترونات بسرعة إلى مستويات طاقتها الأصلية وتطلق فائض الطاقة كضوء مرئي visible light. الأحياء الدقيقة المغلفة بالتالي يبدو أنها تتألق؛ في حالة الفلورسين، فإنها تتوهج بلون أصفر مخضر greenish yellow. أصباغ dyes أخرى تنتج ألوان أخرى.

تطبيق هام للمجهر التألقي هي تقنية الجسم المضاد الفلورسنتي fluorescent antibody technique المستخدمة لتعريف كائن حي غير معروف. في أحد أشكال هذا الإجراء، يرتبط الفلورسين كيميائياً بالأجسام المضادة antibodies، الجزيئات البروتينية protein molecules التي ينتجها الجهاز المناعي immune system في الجسم. تمزج هذه الأجسام المضادة "المعلمة tagged" مع عينة من الكائن الحي غير المعروف. إذا كانت الأجسام المضادة محددة لهذا الكائن الحي، فإنها سوف تربط به وتغلف الخلايا بالصبغة. عندما تتعرض للأشعة فوق البنفسجية، فإن الكائنات الحية ستتألق. إذا فشلت الكائنات الحية في التألق، فإن الأجسام المضادة ليست محددة لهذا الكائن ويتم تجربة جسم مضاد معلم مختلف.

في الآونة الأخيرة، أحدثت هذه الأساليب ثورة في فهمنا للتنظيم تحت الخلوي subcellular organization في الخلايا البكتيرية. مقارنة بين أنواع مختلفة من المجهر الضوئي موضحة في الجدول.

جدول: مقارنة بين أنواع مختلفة من المجاهر الضوئية

نوع المجهر	الميزة الخاصة	مظهر الكائن	مدى التكبير	الأجسام الملاحظة
الحقل الساطع Bright-field	ضوء مرئي يضيء الكائن	أحياء دقيقة مصبوغة على خلفية واضحة	×100 - ×1.000	ترتيب وشكل وحجم الأحياء الدقيقة المقتولة (باستثناء الفيروسات)
الطور المتباين Phase-contrast	عدسة مكثفة خاصة ترمي أشعة الضوء "خارج الطور"	أحياء دقيقة غير مصبوغة بتراكيب متباينة	×100 - ×1.000	التراكيب الداخلية للأحياء الدقيقة حقيقية النواة غير المصبوغة الحية
الحقل المظلم Dark-field	عدسة مكثفة خاصة تشتت الضوء	أحياء دقيقة غير مصبوغة على خلفية داكنة	×100 - ×1.000	الأحياء الدقيقة غير المصبوغة الحية, حركة الخلايا الحية
التألقي (الفلورسينتي) Fluorescence	الأشعة فوق البنفسجية تضيء الكائنات المغلفة المتألقة	أحياء دقيقة مضيئة على خلفية داكنة	×100 - ×1.000	صورة الأحياء الدقيقة المغلفة بالأجسام المضادة المعلمة المتألقة