Jak se vyrábějí mikroskopy?

Když se řekne mikroskop, většinou si vybavíme, jak jsme přes něj v hodinách přírodopisu na základní škole pozorovali třeba vlas nebo prozkoumávali mikroorganismy ze vzorku vody z rybníku. S tím školním se ovšem dnešní moderní vědecké mikroskopy moc srovnávat nedají. Leckdy jde o rozměrné přístroje sestavené z mnoha součástek – různých trubek, trubiček, sklíček a drátků. Na přenášení z kabinetu do třídy to tedy rozhodně není.

Samozřejmě není mikroskop jako mikroskop. Ten obyčejný, který asi známe všichni, je světelný mikroskop. Jde o přístroj, který pomocí několika optických soustav zvětšuje zorný úhel oka, a tím zlepšuje jeho rozlišovací schopnost zhruba tisíckrát. My jsme se ale s mikrofonem Meteoru vydali do výrobny, kde vznikají mimo jiné rastrovací elektronové mikroskopy. A ty toho dokážou mnohem víc!

Málo světla, posviťte si elektronem

„Světelné mikroskopy nerozlišují lépe než na úrovni dvou desetin mikrometru, což je dáno vlnovou povahou světla, tedy délkou vlny světla, která je kolem stovek nanometrů nebo desetin mikrometru. U našeho mikroskopu je ten limit posunutý 1000krát dolů, čili dokážeme rozlišovat 1000krát přesněji než světelné mikroskopy,“ uvedl generální ředitel brněnské firmy Thermo Fischer Scientific Jiří Očadlík, který nás výrobnou provázel.

I takto vypadá mikroskop - tomu školnímu se opravdu nepodobá|foto:Český rozhlas

Rastrovací elektronové mikroskopy, které jsme si v Brně prohlédli, jsou schopny od sebe rozlišit dva body vzdálené půl nanometru a ve výsledku dokážou zvětšit předmět až několika milionkrát! Pracují při tom na jiném principu než světelné mikroskopy. Na zkoumaný objekt vysílají svazek elektronů, mírně s ním pohybují po objektu řádek po řádku a vytvářejí jakousi mapu a teprve ta se přeměňuje na výsledný obrázek. „Dokážeme pomocí rastrování elektronovým svazkem přenést informaci z preparátu na obraz,“ dodal Očadlík.

Pozor, na svět přichází citlivka

Je zjevné, že s takto citlivým přesným přístrojem je potřeba jednat „v rukavičkách“. Podmínky nastavené ve výrobně tomu odpovídají. „V hale je 100krát vyčištěný vzduch, tzn. je tady jen jedna ze 100 částic, které se běžně vyskytují venku. U nejkritičtějších částí mikroskopu není možné, aby se potkal elektron s prachovou částicí, to by pak ve svazku vytvořilo neplechu, která by se projevila rozmazaným obrázkem nebo neschopností zaostřit,“ vysvětlil Očadlík.

Výsledný mikroskop se skládá ze stovek dílků od různých dodavatelů, kteří ručí za jejich bezchybnou kvalitu. V brněnské hale se vše dává dohromady jako složitá stavebnice. Musí u toho být dokonalý klid. „Ani podlaha nesmí vibrovat. Pod námi je 40 cm betonu, který vibrace izoluje,“ dodal Jiří Očadlík.

Testování a čistička vzduchu

Než se dostanou k zákazníkovi, musejí mikroskopy projít důkladným testováním. „To trvá týdny, ale i třeba půl roku, podle toho, jak složitý produkt si zákazník objednal,“ popsal Očadlík. Jeden z nejsložitějších mikroskopů se jmenuje Talos, jedná se o tzv. transmisní mikroskop. Ten má ještě lepší rozlišovací schopnost než rastrovací mikroskop. „A to asi desetkrát. Vidíme jím jednotlivé atomové sloupce v mřížce, což vyžaduje zvětšení 10 milionů a více,“ dodal Očadlík.

Nad místností, kde se tento mikroskop testuje, je obrovská strojovna vzduchotechniky, která vyrábí milion kubických metrů čistého vzduchu za hodinu, a prohání ho prostorem.

V brněnské firmě se vyrábějí i další druhy mikroskopů, například takový, který umožňuje účinné prohlížení biologických vzorků v teplotě kapalného dusíku. Díky tomu se dají například detailně zkoumat viry a proteiny.

Na Českou republiku připadá zhruba třetina světové produkce elektronových mikroskopů. Dá se říct, že jsme jednou z mikroskopových velmocí. A hlavním městem této velmoci je jihomoravská metropole.

Tento i ostatní záznamy pořadu Meteor najdete v našem Archivu pořadů.