CASTLE.PRI.EE

Записи с меткой «микроскоп»

Это изобретение было вычеркнуто из истории вместе с достижениями его создателя.
Польская Википедия: «Ройал Рэймонд Райф (родился 16 мая 1888 года в Элкхорне, штат Небраска, умер 5 августа 1971 года) – американский изобретатель.
Один из пионеров цейтраферной съёмки и конструктор оптических микроскопов.

В 1930-х годах Райф утверждал, что с помощью устройства собственного изобретения он смог ослабить или уничтожить патогены, вызывая деструктивные вибрации в составляющих их молекулах. Его утверждения отказались проверить, что изобретатель посчитал заговором Американской медицинской ассоциации, Министерства здравоохранения США и врачей.

Интерес к идеям Райфа был восстановлен в 1987 году, когда вышла книга по альтернативной медицине «The Cancer Cure That Work», результатом которой стало появление на американском рынке множества устройств, подписанных именем изобретателя, которые должны были излечивать рак, СПИД и другие болезни. Эти устройства, а также их применение трактуются современной наукой как лженаука.

Польская Википедия описывает Райфа шарлатаном и молчит о его оптических изобретениях. В Английской и немецкой Википедии даётся чуть более информации. К счастью, помимо Википедии, в Интернете есть дополнительные ресурсы, позволяющие познакомиться с Райфом, как с «оптиком», так и с «вирусным экспертом».

В юности Райф был впечатлён открытиями Луи Пастера и Роберта Коха во второй половине XIX века. Они использовали микроскопы, чтобы увидеть «смертоносные микробы», чтобы затем их можно было изолировать и выращивать. Получившиеся сущности всегда вызывали одну и ту же болезнь в повторяющихся циклах. Следующим шагом была помощь нашей иммунной системе распознать их. Райф подозревал, что рак также вызывается микробами, но они были слишком малы, чтобы их можно было увидеть в стандартный оптический микроскоп.

Ограничение связано с волновой природой света. Это приводит к интерференционным эффектам. Физик Эрнст Аббе, работавший на фирму Carl Zeiss, уже в 1873 году установил зависимость между наилучшей разрешающей способностью оптических микроскопов и длиной волны света. В лучшем случае оно составляет около λ/3, где λ — длина волны видимого света. Таким образом, предел составляет около 180 нм, а для ультрафиолетового света λ <400 нм.

Компания Carl Zeiss разработала УФ-флуоресцентные микроскопы. Источником света служила мощная дуговая лампа, УФ-свет которой концентрировался на образце с помощью кварцевых линз. Объектив и окуляр представляли собой стеклянные линзы. Оказалось, что образец преобразовывал этот свет (УФ-излучение) посредством флуоресценции в видимый свет. В 1913 году компания Carl Zeiss была готова продавать этот новый тип микроскопа.

В 17 лет Райф окончил среднюю школу и в 1905 году поступил на медицинский факультет Университета Джона Хопкинса. Его интерес к бактериологии отвлёк его от тех исследований, которые принесли бы ему степень доктора медицинских наук.

Позже он учился в Гейдельбергском университете в Германии, где разработал все микрофотографии для Атласа паразитов (Бактерии), который разработал для этого университета. Университет настолько оценил качество его работы, что в 1914 году присвоил ему звание почётного доктора паразитологии.

Во время учёбы в Университете Джона Хопкинса Райф начал работать в американском филиале немецкого производителя объективов Carl Zeiss, а позже работал на заводе Zeiss в Германии. После начала Первой мировой войны он вернулся в Америку и работал на правительство США, точнее, на флот.

В 1917 году он начал строить свой первый микроскоп, закончил его в 1922. Говорят, что этот микроскоп увеличивал в 17 000 раз, а полученные изображения имели великолепное разрешение и контраст. Написано, что с помощью этого микроскопа впервые наблюдался «вирус», который до сих пор был теоретическим творением.

Он закончил строительство второго микроскопа в 1929 году, а третьего, названного «Универсальным микроскопом», в 1933 году. Этот микроскоп мог также делать фотографии с помощью камеры Leica, а затем из фотографий создавать цейтраферные фильмы, показывающие «жизнь микробов».

Райф построил в общей сложности пять микроскопов, а знаменитый «третий», как говорят, имел увеличение в 60 000 раз. Единственный существующий микроскоп Райфа находится в Музее науки в Лондоне. Это «микроскоп №5».

Райф опередил своё время более чем на 80 лет. Только в 2014 году Нобелевская премия по химии была присуждена за разработку микроскопии сверхвысокого разрешения. Это было достигнуто за счёт использования мощных лазеров, тогда как Райфу удалось добиться успеха чисто классическими средствами. Однако, его имя было стёрто из официальной медицинской и научной литературы.

В основе «технологии Райфа», которая «опередила» теоретические расчёты Аббе по «оптическому» освещению стекла, воздуха и образца белым светом, лежало использование осветителя, состоящего из очень мощной вакуумной лампы ультрафиолетового света (запатентованная Райфом) и системы призм, благодаря которой был получен свет со спектром, очень близким к монохромному, похожим на свет лазеров.

Райф освещал образец с нескольких направлений монохроматическим светом «нескольких цветов» и дополнительно поляризованным светом. В результате было исключено размытие резкости изображения, возникающее при освещении препаратов белым светом, состоящим из широкого диапазона длин волн разной длины.

Образно говоря, «Крошечные существа» «прозрачны» и «невидимы» в воде. Для того чтобы они «показались» в микроскоп, используются различные красители. Это как стеклянная тарелка, брошенная в ёмкость с водой, становится «невидимой». Достаточно подкрасить воду, чтобы стекло «раскрылось». Окрашивание образца при наблюдении за живыми бактериями – это «целая наука», потому что «краситель» должен оставить бактерии живыми. Это важно при наблюдении за «жизнью и развитием микроорганизмов».

Еще одна проблема, которую заметил Райф, заключается в том, что многие красители, добавляемые к образцу, имеют слишком большие частицы, чтобы проникнуть в наблюдаемые структуры, и, кроме того, частицы красителя «затеняют» наблюдаемые объекты, которые намного меньше их.

Райф продолжил идеи завода Zeiss, где было замечено, что при освещении образца ультрафиолетовым светом микроорганизмы начинают светиться. Они становятся видимыми без использования красителя.

Еще одним важным элементом микроскопов Райфа было использование кварцевых линз – это лучшее пропускание света в более широком видимом и невидимом диапазоне – особенно в ультрафиолетовом спектре, и заполнение оптического пути глицерином – это давало равномерность светового излучения.

Райф также «раздвигал» линзу и окуляр через набор призм и использовал «вращающиеся призмы» или «призмы, вращающиеся в противоположных направлениях».

Безценным свойством микроскопов Райфа была возможность наблюдения биологических препаратов в живом состоянии в течение многих часов, в отличие, например, от электронных микроскопов, в которых, как правило, можно наблюдать только мёртвое вещество в вакууме.

Для улучшения увеличения и разрешения своих микроскопов он использовал посеребрённое стекло Цейсса с 800 штрихами на 1 мм, изготовленное с идеальной точностью. Затем линии были разделены на 1,25 мкм. Под стандартным микроскопом появлялось 40—60 таких линий с искажениями, вызванными сферической аберрацией линз. Под «универсальным микроскопом» было видно всего 1-3 линии, и они были идеально параллельны по всему полю зрения.

Если бы Райф сосредоточился только на построении микроскопов и методах лучшего освещения образцов, что позволило бы открывать всё новые и новые бактерии и вирусы, он, вероятно, получил бы Нобелевскую премию в 1930-х годах. А может даже две награды, за «оптику» и открытие новых бактерий и вирусов?

В 1953 г. голландский физик Фриц Цернике был удостоен Нобелевской премии по физике за представление метода фазового контраста и изобретение фазово-контрастного микроскопа, который позволяет заглянуть внутрь живой клетки. Похоже, что его идея была скопирована с работ и идей Райфа.

Райф сконструировал микроскопы очень интересной конструкции. Благодаря освещению образцов ультрафиолетом и разными частотами (цветами, длинами волн) монохроматического видимого и ультрафиолетового света он добился того, что в окуляре его объектива появились новые микробы, бактерии и вирусы, потому что они начинали светиться на чёрном фоне!

Возможно, что, сделав десятки тысяч тестов с раковыми тканями, он, заметил, что определённые длины волн света вызывают распад «плохих» бактерий и вирусов, а также раковых клеток. Отсюда было изобретение Райфом «лучевого» устройства, которое облучало больные клетки лучами определённой длины волны (частоты).

Были проведены десятки тысяч экспериментов на мышах и поражённых тканях, кроме людей. «Резонансные частоты» были обнаружены для различных патогенов, включая «вирус BX», который, как сообщается, обнаружен во многих раковых тканях. При помощи прибора Райф облучал больной участок светом и электромагнитными волнами определённой длины волны (частоты), что приводило к ликвидации болезни – разрушению раковых и больных клеток.

В лучшие годы команда Райфа состояла из многих врачей и учёных, у него было 12 ассистентов, а его лаборатории на Восточном и Западном побережье сотрудничали со многими врачами и микробиологами из клиник и больниц (например, клиники Мэйо и Северо-Западного университета). В его команду входили такие известные учёные, как доктор Артур И. Кендалл (известный патологоанатом из Медицинской школы Северо-Западного университета) и доктор Хойланд.

С осени 1929 г. по июнь 1931 г. в американской «ежедневной» и «специальной» прессе быстро появились статьи о его успехах и возможности борьбы с болезнями. В ноябре 1931 года доктор Милбэнк Джонсон в присутствии многих всемирно известных врачей и учёных почтил Райфа как человека, который нашёл способ положить конец всем болезням. Райфа приглашали читать лекции научные общества и медицинские ассоциации США, Великобритании, Германии и Франции.

Представители Фонда Рокфеллера, всяческими способами, пытались помешать его выступлениям. Главным обвинением в адрес Рифа было формальное отсутствие звания «доктор медицины».

В 1934 году Американское онкологическое общество провело эксперимент на 16 смертельно больных людях. Их подвергли воздействию «лучевого» аппарата Райфа, в течение девяноста дней. За это время у четырнадцати пациентов исчез рак. Двум другим потребовался дополнительный месяц лечения для полного выздоровления. Это переполнило чашу терпения Фонда Рокфеллера. Против изобретателя было возбуждено множество судебных процессов, которые Райф выиграл. Однако, затраты на эти испытания были настолько высоки, что его компания обанкротилась.

В марте 1939 года лаборатория Райфа в Нью-Джерси полностью сгорела (вероятно помогли). Архив и документация из лаборатории Сан-Диего были украдены (вероятно по заказу). В 1950 году Райф продал оставшуюся документацию, уцелевшие микроскопы и авторские права человеку по имени Джонни Крейн, который в 1960 году был обвинён «медицинскими властями» в «мошенничестве» и заключён в тюрьму. Лаборатория Крейна была уничтожена, включая все документы, микроскопы и другие инструменты.

В 1980-е годы предпринимались попытки вернуться к идеям Райфа, но это всегда заканчивалось судебным приговором и тюремным сроком для «пропагандистов медицинского мошенничества».
Краткое изложение статьи «Оптика: микроскопическая и вирусная» (Brusek Kodłuch).

Краткое изложение статьи «Оптика: микроскопическая и вирусная» (Brusek Kodłuch).

Зри в корень – это означает найти суть, то есть предназначение любого предмета, события, явления.

Если, отсутствует понимание предназначения, то отсутствует возможность понять смысл действия и последствий действия этого предмета, события, явления.

«Сколько ангелов может танцевать на булавочной головке?» — фраза, которая приводится как пример безсмысленного спора, обсуждающего малозначимые детали. В других вариантах фразы ангелы могут «сидеть» «на кончике иглы». В статье, попробуем ответить на вопрос: «Сколько вирусов находится на острие булавки?»

Напомню вам основные знания о микроскопах и возможности увидеть микроорганизмы с их помощью.
Разрешающая способность среднего человеческого глаза составляет около 0,2 мм (0,176 мм) на расстояние острого «ближнего» зрения, то есть примерно на 25 см.
В среднем человек способен различить два элемента, отстоящие друг от друга на 1,75 мм, с расстояния 6 метров.
Стандартная лупа имеет двукратное увеличение (2x), что соответствует фокусному расстоянию 25 см, что даёт нам увеличение, равное 4 диоптриям. Оптимальная острота зрения человека на близком расстоянии составляет 25 см. Если уменьшить фокусное расстояние, то мы выйдем за диапазон 10 — 25 см, а изображение просто пропадёт. Для большего увеличения лупы следует использовать двухлинзовую систему, как бы отодвигающее видимое изображение, создаваемое лупой, так, чтобы оно находилось в поле нашего зрения.
Часовщики чаще всего используют лупы с увеличением от 3,5 до 7 крат.

Увеличение более 6 крат можно получить только с трёхлинзовыми системами. «Тройка» представляет собой систему вогнутых и выпуклых линз, либо склеенных канадским бальзамом, либо отстоящих друг от друга на соответствующем расстоянии. Такие линзы бывают выпуклыми и вогнутыми, и должны изготавливаться из разных и чётко определённых типов стёкол, различающихся по показателю преломления, для компенсации сферической и хроматической аберрации.
Тройную лупу, с максимально возможным увеличением 30Х, изобрёл, рассчитал и сконструировал Чарльз Шелдон Гастингс. Нынешние ювелирные лупы обычно представляют собой «тройки». Но даже с «тройной» лупой мы можем получить максимум «30-кратное» увеличение. Другими словами, при хорошем человеческом зрении мы можем видеть пять линий на линейке, между штрихами, обозначающими расстояние 1 мм (разрешение 0,2 мм).

С помощью лупы с увеличением «5 х» мы в состоянии различить 25 таких расстояний между линиями, отмечающими расстояние в 1 мм, то есть увидеть что-то большее или равное 0,04 мм.
Следовательно, с помощью «тройной» лупы с увеличением «30 х» мы можем видеть элементы размером 0,00666 мм = 6,67 мкм (микрометры).
Это предел увеличения с увеличительным стеклом. Чтобы добиться большего увеличения, нам нужно использовать дополнительную систему линз, чтобы отодвинуть видимое изображение от нашего глаза на расстояние «хорошего зрения». Нам предстоит построить микроскоп, добавив к лупе-объективу дополнительный «окуляр».

Наибольшее увеличение, которое было получено в 1958 году, составляло 1000 раз. Википедия пишет: «Современные оптические микроскопы позволяют достичь увеличения в 1500 раз». Оптический микроскоп в видимом свете позволял различать структуры с расстоянием между элементами до 0,20 мкм (200 нанометров).

Так было до создания в 2006 году наноскопического микроскопа (оптического наноскопа), который позволяет наблюдать объекты размером около 10 нм (и даже меньше), получать при этом качественные трёхмерные изображения объектов. Ведутся работы по получению кристаллов нитрида бора с гексагональной решёткой (hBN) из изотопов бора чистотой 99%.

У рядовых учёных отсутствует возможность использовать оптические микроскопы с увеличением 1500 раз и «наноскопы». Для нас важна информация о том, что в оптическом микроскопе можно получить максимальное увеличение, позволяющее «различать структуры с расстоянием между элементами до 0,20 мкм = 0,0002 мм = 200 нм».
Это связано с законами оптики!

Типовые микроскопы «для биологов» или для кристаллографических работ обычно имеют объективы с увеличением: 4х, 10х, 100х; и очки с увеличением до 10х. Наиболее часто выбираемый комплект, это объектив и окуляр, дающий общее увеличение 50 — 200 х. Теоретически увеличение 1000 х (например, объектив 100 х и окуляр 10 х) возможно, хотя сложно и требует от пользователя большого опыта, из-за очень малой глубины резкости и сложности освещения образца, почти касающегося объектива.

В каталогах микроскопов хороших фирм указано «максимальное расстояние между образцом и объективом микроскопа». В микроскопах хорошего качества она составляет не более 5-6,5 мм. Речь идёт о современных микроскопах «для профессионалов», цена которых начинается от 4000 евро за штуку. Микроскопы, используемые в лабораториях контроля качества, чаще всего имеют общее увеличение, менее 100 крат.

Из-за проблем с освещением испытуемого образца и получением достаточной резкости для «промышленно-лабораторных» целей чаще всего используют увеличения порядка 40-70 крат.
Переведем эти увеличения «умноженные на число» в микроны и вернёмся к количеству наших рисок, нанесённых на расстоянии, равном 1 мм.
1 мм = 1000 микрометров (1000 мкм) = 1 000 000 нанометров (миллион нанометров)

Разрешение типичного человеческого зрения на расстоянии хорошего зрения (25 см) — 0,2 мм = 200 микрометров (мкм).
5-кратное увеличение (хорошая лупа) — 0,04 мм = 40 микрометров (мкм)
30-кратное увеличение (максимальное увеличение триплетной лупы) — 0,00666 мм = 6,67 мкм (микрометры = мкм).
100-кратное увеличение (приличный микроскоп) — 0,002 мм (2 микрометра = 2 мкм = 2 микрометра = 2000 нанометров).
Увеличение 1000x (очень хороший микроскоп высшего уровня) — 0,0002 мм (0,2 микрометра = 0,2 мкм = 0,2 микрона = 200 нанометров).
1500-кратное увеличение (Википедия) — 0,000133 мм = 0,1333 мкм = 133 нм
Оптический микроскоп «Наноскоп» – увеличение 20 000 раз — 0,01 мкм = 10 нанометров.

Сравним это с величиной бактерий и вирусов. Википедия: «Бактерии чаще всего одноклеточные (хотя встречаются и примитивные многоклеточные формы), часто образуют колонии… Размер бактериальных клеток колеблется от 0,175 мкм у Mycoplasma до 750 мкм у Thiomargarita namibiensis. Они могут иметь разную форму, например, шаровидную, стержневидную или спиралевидную. Часть бактерий могут объединяться друг с другом, образуя рыхлые характерные пространственные системы (например, пакеты, стрептококки, трихомы)».

Как видите, отсутствует возможность увидеть в микроскоп с увеличением 1000X «маленькие бактерии» размером от 0,2 до 0,175 микрометра. Чтобы увидеть «крупные бактерии», размером 750 микрон = 0,75 мм, нам понадобится всего лишь обычная лупа с увеличением от 3 до 5 раз!

Википедия: «Вирусы, важные с медицинской точки зрения, обычно имеют размер от 18 нм (нанометры) (классифицируются как малые – парвовирусы) до 300 нм (классифицируются как крупные – вирусы оспы). Вирусы, как правило, меньше, чем бактерии, и подавляющее большинство из них проходит через микробные фильтры, которые улавливают бактерии. Один из крупнейших известных вирусов, мимивирус, имеет диаметр 400 нм, а самые мелкие бактерии (Mycoplasma, Ralstonia pickettii) имеют длину всего 200–300 нм. Обнаруженный в вечной мерзлоте Pithovirus sibericum достигает 1,5 мкм в длину.

Бактериофаги можно разделить на:
— содержащие двухцепочную ДНК — самая многочисленная группа бактериофагов со смешанным строением, многогранной головкой размером 100 нм и с хвостом.
— содержащие одноцепочную ДНК – например, полиэдрические или спиральные размером 27 нм,
— содержащие РНК – 20, размером 25 нм».

Напомню, что Википедия говорит, что наибольшее увеличение оптического микроскопа в настоящее время имеет разрешение 200 нм (0,2 мкм), а
большинство вирусов имеют длину от 25 до 200 нм.

Как видите, отсутствует возможность увидеть в оптический микроскоп, при увеличении 1500х, с максимальным разрешением 0,000133 мм = 0, 1333 мкм = 133 нм «мелкие бактерии», а уж тем более «мелкие вирусы» (бактериофаги).

Якобы «известный» вирус гриппа (Covid-19) имеет диаметр ядра около 85 нм, с шипами 20 нм. Если это так, максимальный сквозной размер составляет 125 нанометров. Ниже разрешения микроскопа с увеличением 1500 х.

Рассмотрим «видимость» компонентов крови. Википедия: «Эритроциты были впервые обнаружены и точно описаны как круглые клетки, уплощенные в центре, Антоном ван Левенгуком в 17 веке.
Нормальный эритроцит млекопитающих представляет собой округлую двояковогнутую клетку. Размер варьируется, в зависимости от животного, от 2 до 9 мкм (у человека он имеет диаметр 6–7 мкм). Тромбоциты – это дискообразные структуры, более мелкие, чем другие клеточные компоненты крови, размером около 1-2 мкм.

Мы можем увидеть тромбоциты и эритроциты только в микроскоп с увеличением в 100 раз (2 микрометра). Отсюда понятно, что у Антони ван Левенгука в 1686 году, отсутствовала возможность увидеть бактерии, а тем более красные кровяные тельца.

Более мелки частички мы можем увидеть в «электронный микроскоп».
Википедия: «В электронном микроскопе для получения изображения используется электронный луч. Он позволяет изучать строение вещества на атомарном уровне. Чем больше энергия электронов, тем короче их длина волны и тем больше разрешающая способность микроскопа.
Образец находится в вакууме и чаще всего покрыт металлической пленкой. Электронный пучок проходит по тестируемому объекту и попадает на детекторы. На основе измеренных сигналов электронные устройства воссоздают изображение испытуемого образца. Первый электронный микроскоп был сконструирован в 1931 году.

В электронном микроскопе, чтобы отобразить на экране изображение «чего-то очень маленького», мы бомбардируем образец «энергетическими частицами», исследования проводятся в высоком вакууме. «Электронные» микроскопы идеально подходят для просмотра структур «мертвой материи», таких как кристаллы, частицы горных пород, качество сварки и т. д.

В электронном микроскопе отсутствует возможность увидеть что-нибудь живое (клетку крови, бактерию), «полуживое» или «вирус». Это можно сравнить с тем, что мы хотим узнать, как устроен дом, который находится в полной темноте, довольно далеко от нас. Теоретически, мы можем представить конструкцию, обстреляв его артиллерийскими снарядами и засняв его издалека. В результате мы увидим взрывы, и, просматривая фильм кадр за кадром, можем прийти к разным гипотезам о его строении и материалах, из которых он был сделан. То есть электроны оказывают разрушительное воздействие на биологические объекты.

Кроме того, главный минус электронной микроскопии – требование работы в полном вакууме, ведь наличие какого-либо газа внутри камеры микроскопа может существенно исказить результаты.
При прохождении электронов через образец, одни из них рассеиваются из-за столкновений с ядрами атомов образца, другие, из-за столкновений с электронами атомов, а третьи проходят сквозь него. Кроме того, испускаются вторичные электроны, индуцируется рентгеновское излучение и т.п. Все эти процессы регистрируются специальными детекторами и в преобразованном виде выводятся на экран, создавая увеличенную картинку изучаемого объекта.

Главная задача при подготовке образцов – получить достаточно тонкие образцы с минимальными повреждениями структуры в процессе подготовки.
Для подготовки образцов может использоваться химическое травление,
ионное травление, абразивная полировка. Полировка должна быть тщательной для получения постоянной толщины образца.
Как правило, ионное травление применяется в качестве финальной обработки после механической или химической предварительной обработки. Производится распылением поверхности образца бомбардировкой ускоренными ионами, обычно ионами аргона.

Метод реплик – заключается в получении слепка изучаемой поверхности нанесением плёнки другого материала, с последующим удалением материала образца. Просвечиванию подвергается полученный слепок. Широко применялся в ранних исследованиях, так как относительно прост, в отличие от других методов подготовки образцов.

Из всего выше сказанного, можно сделать вывод, что мы «видим» образец в электронный микроскоп – условно, то есть считаем, что он такой, как мы думаем. Что там на самом деле – только богу известно.

Продолжение в следующей статье.