显微镜能够揭示人类肉眼无法看到的微观世界。接下来就让我们一起欣赏这些微观世界里的景色~
藏在老鼠眼睛深处的“宇宙”
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摄影:哈桑宁·甘巴里(Hassanain Qambari)、杰登·迪克森(Jayden Dickson)(澳大利亚)
这张照片清晰展现了放大后的老鼠视神经头部(视神经乳头),其中可见放射状的红色线条和展开的大片黄色网状结构。视神经位于眼球的视网膜上,是一束由许多细小神经汇聚而成的粗大神经。这束神经穿过眼球外侧巩膜的点则被称为“视神经乳头”。图中红色的部分代表肌动蛋白样蛋白,这种蛋白质有帮助细胞骨架收缩等功能;黄色部分是星形胶质细胞,能够支持神经细胞工作;而蓝色部分则是视网膜血管系统。
样本通过荧光染料染色,并使用20倍物镜的共聚焦显微镜进行拍摄。这种显微镜能够将激光照射到样本上特定的点,并通过一个极小的孔(针孔)检测从该焦点发出的荧光,从而有效减少焦点之外的荧光干扰,获得清晰度更高、分辨率更好的照片。
这张照片是在研究糖尿病如何导致视网膜损伤(糖尿病性视网膜病变)的过程中拍摄的。
火柴点燃的瞬间
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摄影:奥勒·比尔费尔特(Ole Bielfeldt)(德国)
这张照片精准捕捉了火柴头在火柴盒表面摩擦点燃的瞬间。照片通过2.5倍物镜放大,可以清晰看到火柴棒前端被染成红色,并覆盖着黄色或灰色的团状化学物质,这些是构成火柴头药的主要成分。照片下方的波点图案则是火柴盒侧面的化学药品,这部分也被称为“磷面”,其中含有的红磷是点燃火柴的关键。当火柴头与磷面摩擦产生足够的热量时,红磷就会被点着,进而引燃火柴头药中的硫磺(图中黄色部分),从而点燃火柴。
该作品采用了光学显微镜常用的“明场观察法”。也就是先将光线照射到样本上,再利用物镜放大照片,通过目镜等设备进行观察。这种技术能够使样本在背景中更加明亮显眼,形成“明场”。
砂糖编织的“涟漪”
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摄影:迭戈·加西亚(Diego García)(西班牙)
在25倍物镜倍率下,糖浆晶体呈现出如纸张反复折叠般的波浪效果。砂糖可以在水中溶解,浓度很高时会形成糖浆。如果糖浆溶液温度下降,砂糖的溶解度就会随之降低,导致之前溶解的砂糖重新结晶。在这一过程中,除了砂糖颗粒外,灰尘等杂质也可能成为“晶核”,促进晶体的形成。
该照片使用偏光显微镜拍摄,它可以使光在特定方向上振动。当这种偏振光照射在晶体上时,就会展现出特有的偏振效果,并使光向两个方向折射,出现双折射现象。这会导致光波产生时间上的偏移,形成相位差,最终以明暗对比的方式呈现出来。此外,折射后的光波相互重叠也会造成干涉现象,产生的干涉波会根据波长展现出不同的颜色。偏光显微镜最初主要用于观察岩石和矿物,但如今已被广泛应用于玻璃制造、高分子等多个领域。
“车队”般绵延相接的鳞粉
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摄影:袁稷(Yuan Ji)(中国)
图片拍摄了天蚕蛾科蛾类(Actias ningpoana)的翅膀部分。这些粉红、深绿、白色的“花瓣”其实是翅膀上的鳞粉(也称鳞片),是翅膀表面的毛通过细胞分裂形成的。分裂完成后,这些细胞便会死亡,因此鳞粉一旦脱落就无法再生。鳞粉内含有多种色素,这些色素构成了翅膀的颜色和图案。
照片采用了一种名为“照片堆栈”的技术,通过将多张照片重叠合成得到最终的作品。拍摄使用的物镜倍率为20倍。
木纹样的咖啡因晶体
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摄影:斯特凡·埃伯哈德(Stefan Eberhard)(美国)
照片是通过偏光显微镜拍摄的咖啡因晶体,这种晶体广泛存在于咖啡、红茶等饮品中。咖啡因晶体的双折射性质赋予了图中晶体丰富的色彩和木纹般的强对比度纹理,展现出独特的视觉效果。照片的拍摄倍率为25倍。
皮下延伸的血管和淋巴管
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摄影:萨图·帕文萨洛(Satu Paavonsalo)、西内姆·卡拉曼(Sinem Karaman)(芬兰)
这幅抽象画般的照片,其实是共聚焦显微镜下小鼠耳部皮肤内的血管和淋巴管。图中曲折细长的灰色“细线”是毛细血管,而红色、粉色、橙色、黄色交错的“粗线”则直观地展现了毛细淋巴管。拍摄使用的物镜倍率为10倍。
毛细血管是连接动脉、静脉的细小网状血管。它们负责将血液中的氧气和营养成分传送到身体各个组织,同时将组织产生的废物排出到血液中。与毛细血管不同,毛细淋巴管的末端是封闭的,这使得它们能够吸收毛细血管渗出的血浆、病原体等物质。这些被吸收的液体称为“淋巴液”,最终流入静脉中。
丙二酸形成的“针叶林”
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摄影:卡格里·亚尔钦(Cagri Yalcin)(荷兰)
图中是在偏光显微镜下,溶解在乙醇中的丙二酸晶体。林立的针状就是丙二酸的晶体,其双折射性让晶体呈现出美丽的渐变。颜色在纵向上由绿色逐渐变为黄色,说明晶体是向上生长的。
丙二酸是一种含有两个羧基(-COOH)的化合物,用钙离子替换羧基中的氢离子则能得到钙盐。这种钙盐存在于甜菜(别名:糖萝卜)等砂糖的原料中。拍摄使用的物镜倍率为4倍。
乳腺癌细胞形成的心形
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摄影:玛尔戈扎塔·利索夫斯卡(Malgorzata Lisowska)(波兰)
照片中央的心形,是乳腺癌细胞偶然排列形成的,其中红色部分即为细胞核。该照片通过明场观察法拍摄多张照片叠加后得到,使用的物镜倍率为40倍。
乳腺癌是一种发生在乳房乳腺组织(乳管或小叶)的癌症。这类癌细胞最初仅在乳腺组织内部增长,随后会突破乳腺组织的界限,向外部扩散(浸润),接着通过血液和淋巴液的流动传播到淋巴结和身体的其他器官,进而在这些地方继续增殖(转移)。
看完上述分享,你是不是以后看到身边的微小事物,会多一份好奇:它们的微观世界,又藏着怎样的惊喜呢?
图片来源于网络
来源:科学世界
原标题:微观世界,科学与艺术的碰撞!| 科学世界·探索
编辑:未
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