تخيل نفسك كمحقق متمرس، تنظر من خلال عدسة مكبرة إلى العالم المجهري الواسعسترى فقط ظلال ضبابيةهذا المبدأ ينطبق بنفس القدر على المجهر بينما يجعلها الضخمة الأشياء الصغيرة تبدو أكبر، القرار يحدد ما إذا كان يمكنك في الواقع تمييز التفاصيل الحاسمة.
لفهم الدقة، دعونا نتخيل هدف المراقبة المثالي: ذرة واحدة مضيئة معلقة في الظلام.على الرغم من أنها صغيرة بشكل لا يمكن تخيلها، أصغر بكثير من الفيروس، فإن سطوعها يجعلها نظرياً مرئية حتى للعين المجردة.التحدي الحقيقي ليس الرؤية، ولكن تحديد موقعها الدقيق وتمييزها عن الأشياء القريبة.
عندما تُلاحظ تحت المجهر (سواء كان نظامًا متطورًا أو نموذجًا بصريًا قياسيًا) ، لا يظهر هذا الذرة كنقطة مثالية.تظهر كقرة هوائية نمط ضوئي دائري مع حلقات مركزية.
القرار يمثل أساسا القدرة على التمييز بين نقطتين على مسافة قريبة بدلا من إدراكها كنقطة واحدة ضبابية.يسمح الدقة العالية بتمييز أكثر وضوحاً بين التفاصيل الدقيقة.
المجهر البصري عادة ما يصل إلى حد أقصى بحجم 0.2 ميكرومتر (200 نانومتر) تقريبًا 1/500 من عرض شعر الإنسان.هذا يعني أن أي كائن أقرب من 200 نانومتر سيظهر مجتمعاً تحت المجهر البصري القياسي.
في حين أن الدقة لديها حدود مادية، فإن دقة التوطين توفر حلاً. بالنسبة للأجسام الفلورسنتية المعزولة الأصغر من حد الدقة، فإن الحد الأقصى للدقة يحتوي على الحد الأقصى للدقة.يمكن للعلماء تحديد مواقعهم بدقة مقياس نانومتر بحساب مركزية أنماط القرص الهوائي.
إذا امتدت بقعة ضوئية على 10 بكسلات (كل 0.2 ميكرو متراً من العرض) ، يمكن تحديد مركزها بدقة 20 نانومتر تقريباً - عشرة أضعاف دقة الدقة البصرية.تقنيات متقدمة باستخدام الفلوروفورات المتخصصة يمكن أن تحقق تحديد المواقع 10-30nm، مما يسمح بدراسات رائدة في تتبع جزيء واحد.
على عكس الاعتقاد الشائع، فإن تكبير أعلى لا يعادل تقنية مجهرية أفضل. تكبير ببساطة يكبر الصورة دون تحسين الوضوح مثل تكبير الصورة المرسومة.في حين أن العدسات ذات التكبير العالي غالبا ما يكون لها دقة أفضل، كما أنها تقلل بشكل كبير من مجال الرؤية (عدسة 100x تظهر فقط 100 × 100μm مقابل 1000 × 1000μm عند 10x).
تعتمد الدقة بشكل حاسم على الفتحة العددية للعدسة (NA = n × sinθ) ، حيث n هو مؤشر انكسار وسط الغمر (الهواء = 1.0، الماء=1.33، النفط = 1.51) و θ هي زاوية جمع الضوء. تصل أهداف غمر النفط إلى أعلى NA (~ 1.4) وبالتالي أفضل دقة ،على الرغم من أن الغمر بالماء يوفر توافق أفضل مع العينات الحية.
مع تطور هذه الأدوات، ستستمر في فتح حدود جديدة في البحوث البيولوجية والتشخيص الطبي، وكشف رؤى أكثر عمقا في الآلات المجهرية للحياة.
