Model Answer
0 min readIntroduction
सूक्ष्मदर्शी (Microscope) एक ऐसा उपकरण है जिसका उपयोग उन वस्तुओं को देखने के लिए किया जाता है जो नग्न आंखों से दिखाई नहीं देती हैं। जीव विज्ञान में, सूक्ष्मदर्शी कोशिकाओं, ऊतकों और अन्य सूक्ष्म संरचनाओं का अध्ययन करने के लिए एक अनिवार्य उपकरण है। सूक्ष्मदर्शी की क्षमता का निर्धारण वियोजन (resolution) द्वारा किया जाता है, जो दो निकटवर्ती वस्तुओं को अलग-अलग पहचानने की क्षमता को दर्शाता है। इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी, प्रकाश सूक्ष्मदर्शी की तुलना में बहुत अधिक वियोजन क्षमता प्रदान करते हैं, जिससे वे जैविक नमूनों की अल्ट्रास्ट्रक्चरल विशेषताओं का अध्ययन करने के लिए आदर्श बन जाते हैं।
सूक्ष्मदर्शी का वियोजन (Resolution of Microscope)
वियोजन सूक्ष्मदर्शी की दो निकटवर्ती वस्तुओं को अलग-अलग पहचानने की क्षमता है। यह तरंगदैर्ध्य और संख्यात्मक एपर्चर (Numerical Aperture) जैसे कारकों पर निर्भर करता है। वियोजन जितना कम होगा, सूक्ष्मदर्शी की क्षमता उतनी ही अधिक होगी। प्रकाश सूक्ष्मदर्शी की वियोजन क्षमता लगभग 200 नैनोमीटर होती है, जबकि इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी की वियोजन क्षमता 0.2 नैनोमीटर तक हो सकती है।
एस ई एम (SEM) और टी ई एम (TEM) के सिद्धांत
स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (SEM)
एस ई एम एक प्रकार का इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी है जो नमूने की सतह की छवि बनाने के लिए इलेक्ट्रॉन बीम का उपयोग करता है। इलेक्ट्रॉन बीम नमूने की सतह पर स्कैन किया जाता है, और नमूने से उत्सर्जित द्वितीयक इलेक्ट्रॉनों का पता लगाया जाता है। इन इलेक्ट्रॉनों का उपयोग नमूने की सतह का त्रि-आयामी (3D) छवि बनाने के लिए किया जाता है। एस ई एम का उपयोग आमतौर पर सतह की विशेषताओं का अध्ययन करने के लिए किया जाता है, जैसे कि कोशिकाओं की सतह पर मौजूद संरचनाएं।
ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (TEM)
टी ई एम एक प्रकार का इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी है जो नमूने के माध्यम से इलेक्ट्रॉन बीम को पारित करके छवि बनाता है। इलेक्ट्रॉन नमूने से गुजरते हैं, और उनके प्रकीर्णन (scattering) का पता लगाया जाता है। प्रकीर्णित इलेक्ट्रॉनों का उपयोग नमूने की आंतरिक संरचना की द्वि-आयामी (2D) छवि बनाने के लिए किया जाता है। टी ई एम का उपयोग आमतौर पर कोशिकाओं के अंदर की संरचनाओं का अध्ययन करने के लिए किया जाता है, जैसे कि माइटोकॉन्ड्रिया और नाभिक।
इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी की संरचना, कार्यविधि एवं जीवविज्ञान में अनुप्रयोग (टी ई एम का उदाहरण)
संरचना (Structure)
टी ई एम में निम्नलिखित मुख्य घटक होते हैं:
- इलेक्ट्रॉन गन (Electron Gun): इलेक्ट्रॉन बीम उत्पन्न करता है।
- चुंबकीय लेंस (Magnetic Lenses): इलेक्ट्रॉन बीम को केंद्रित और नियंत्रित करते हैं।
- नमूना धारक (Sample Holder): नमूने को रखता है।
- स्क्रीन (Screen): छवि प्रदर्शित करता है।
- वैक्यूम सिस्टम (Vacuum System): इलेक्ट्रॉन बीम के प्रकीर्णन को कम करने के लिए नमूने के आसपास एक वैक्यूम बनाए रखता है।
कार्यविधि (Working Principle)
टी ई एम में, इलेक्ट्रॉन गन से उत्पन्न इलेक्ट्रॉन बीम को चुंबकीय लेंसों द्वारा केंद्रित किया जाता है और नमूने के माध्यम से पारित किया जाता है। इलेक्ट्रॉन नमूने से गुजरते हैं, और उनके प्रकीर्णन का पता लगाया जाता है। प्रकीर्णित इलेक्ट्रॉनों का उपयोग नमूने की आंतरिक संरचना की द्वि-आयामी छवि बनाने के लिए किया जाता है। छवि को स्क्रीन पर प्रदर्शित किया जाता है।
जीवविज्ञान में अनुप्रयोग (Applications in Biology)
टी ई एम का उपयोग जीव विज्ञान में विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों के लिए किया जाता है, जिनमें शामिल हैं:
- कोशिकाओं की अल्ट्रास्ट्रक्चर का अध्ययन: टी ई एम का उपयोग कोशिकाओं के अंदर की संरचनाओं, जैसे कि माइटोकॉन्ड्रिया, नाभिक और एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम का अध्ययन करने के लिए किया जा सकता है।
- वायरस का अध्ययन: टी ई एम का उपयोग वायरस की संरचना और प्रतिकृति का अध्ययन करने के लिए किया जा सकता है।
- प्रोटीन का अध्ययन: टी ई एम का उपयोग प्रोटीन की संरचना और कार्य का अध्ययन करने के लिए किया जा सकता है।
- ऊतक विज्ञान (Histology): टी ई एम का उपयोग ऊतकों की संरचना का अध्ययन करने के लिए किया जा सकता है।
उदाहरण के लिए, टी ई एम का उपयोग कोविड-19 वायरस (SARS-CoV-2) की संरचना का अध्ययन करने के लिए किया गया था, जिससे इसके स्पाइक प्रोटीन और अन्य महत्वपूर्ण विशेषताओं को समझने में मदद मिली।
Conclusion
निष्कर्षतः, सूक्ष्मदर्शी जीव विज्ञान में एक महत्वपूर्ण उपकरण है, और इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी प्रकाश सूक्ष्मदर्शी की तुलना में बहुत अधिक वियोजन क्षमता प्रदान करते हैं। एस ई एम और टी ई एम दोनों ही महत्वपूर्ण तकनीकें हैं, जिनका उपयोग जैविक नमूनों की संरचना और कार्य का अध्ययन करने के लिए किया जाता है। टी ई एम विशेष रूप से कोशिकाओं के अंदर की संरचनाओं का अध्ययन करने के लिए उपयोगी है, और इसका उपयोग जीव विज्ञान में विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों के लिए किया जाता है। भविष्य में, इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी की तकनीक में और सुधार होने की उम्मीद है, जिससे जैविक अनुसंधान में और अधिक प्रगति होगी।
Answer Length
This is a comprehensive model answer for learning purposes and may exceed the word limit. In the exam, always adhere to the prescribed word count.