Objektiv Crafters cca 1590: Vynález mikroskopu
Každá hlavní oblast vědy těží z použití nějaké formy mikroskopu, vynálezu, který sahá až do konce 16. století a skromného holandského výrobce brýlí. jménem Zacharias Janssen. Přestože byl Janssenův mikroskop ve srovnání s moderními verzemi mimořádně drsný v kvalitě obrazu a zvětšení, byl přesto zásadním pokrokem ve vědecké instrumentaci.
Janssen byl synem výrobce brýlí jménem Hans Janssen v Middleburgu v Holandsku zatímco Zacharias je připočítán s vynálezem složeného mikroskopu, většina historiků se domnívá, že jeho otec musel hrát zásadní roli, protože Zacharias byl v 90. letech 15. století ještě v mládí. V té době se brýle začaly mezi obyvatelstvem široce používat a velká pozornost se zaměřovala na optiku a čočky. Někteří historici ve skutečnosti připisují Janssenovi i jinému holandskému výrobci brýlí Hansi Lippersheyovi souběžný, i když nezávislý, vynález mikroskopu.
Zacharias Janssen
Historici mohou vynález datovat počátkem 90. let 15. století díky nizozemskému diplomatovi Williamovi Boreelovi, dlouholetému rodinnému příteli Janssenů, který napsal dopis francouzský král v 50. letech 16. století popisující počátky mikroskopu. Popsal zařízení, které se svisle zvedlo z mosazného stativu dlouhého téměř dva a půl stopy. Hlavní trubice měla průměr jeden palec nebo dva a na své základně obsahovala ebenový disk, s konkávní čočkou na jednom konci a konvexní čočkou na druhém; kombinace čoček umožnila přístroji ohýbat světlo a zvětšovat obrazy mezi třikrát a devítinásobkem velikosti původního vzorku.
Žádné rané modely Janssenových mikroskopů se nedochovaly, ale muzeum Middleburg má mikroskop datovaný z 1595, nesoucí jméno Janssen. Konstrukce je poněkud odlišná, skládá se ze tří trubek, z nichž dvě jsou tažné trubky, které se mohou zasunout do třetí, která působí jako vnější plášť. Mikroskop je ruční a lze jej zaostřit posunutím tažné trubice dovnitř nebo ven při pozorování vzorku a je schopen zvětšit obrázky až na desetinásobek své původní velikosti, pokud je vysunut na maximum.
Stejně důmyslné jako Janssenův vynález byl, bylo by to více než půl století, než přístroj našel široké použití mezi vědci. Yorkshirský vědec Henry Power jako první publikoval pozorování provedená mikroskopem a v roce 1661 Marcello Malphigi použil mikroskop, aby zajistil definitivní důkaz na podporu Harveyho teorie krevního oběhu, když objevil kapilární cévy v plicích žáby .
Autor Micrographia Robert Hooke byl mezi prvními, kdo významně vylepšil základní design, ačkoli se spoléhal na londýnského výrobce nástrojů Christophera Cocka, který nástroje skutečně sestrojil. Hookův mikroskop sdílel společné rysy s časnými dalekohledy : očnice pro udržení správné vzdálenosti mezi okem a okulárem, oddělené táhlové trubice pro zaostření a kulový kloub a kloub pro naklonění těla. Pro optiku použil Hooke bikonvexní objektiv umístěný v čenichu v kombinaci s okulárovou čočkou a tubusovou nebo polní čočkou. Tato kombinace bohužel způsobila, že čočky trpěly výraznou chromatickou a sférickou aberací, což vedlo k velmi špatným obrazům. Pokusil se opravit aberace umístěním malé clony do optické dráhy, aby snížil periferní paprsky světla a zaostřil obraz, ale výsledkem byly pouze velmi tmavé vzorky. Takže prošel světlem generovaným z olejové lampy skrz sklo naplněné vodou, aby světlo rozptýlilo a osvětlilo jeho vzorky. Ale obrázky zůstaly rozmazané.
Další vylepšení vylepšil nizozemský vědec Anton van Leeuwenhoek. Van Leeuwenhoek je někdy populárně připočítán s vynálezem mikroskopu. Nebyl vynálezcem, ale byl velkým obdivovatelem Micrographia a jeho nástroje byly nejlepší z jeho doby, pokud jde o zvětšení: dosáhl zvětšovací síly až 270krát větší než skutečná velikost vzorku pomocí jediného objektivu. Pomocí svých mikroskopů popsal bakterie získané ze seškrábání zubů a studoval prvoky nalezené ve vodě rybníků.
Na úsvitu 18. století představili britští konstruktéři nástrojů vylepšené verze stativového mikroskopu vynalezeného Edmundem Culpeper. Mezi další vylepšení patřily pokročilé zaostřovací mechanismy, i když design objektivu zůstal drsný a většinu nástrojů nadále trápily rozmazané obrazy a optické aberace. V první polovině 19. století došlo k dramatickému vylepšení optiky díky pokročilým skleněným formulacím a vývoji achromatických objektivů.Ten druhý výrazně snížil sférickou aberaci v čočce, čímž se zbavil barevných zkreslení.
20. století přineslo zavedení nástrojů umožňujících zůstat v obraze, když mikroskop změnil zvětšení. Díky výrazně vylepšenému rozlišení, technikám zvyšujícím kontrast, fluorescenčnímu značení, digitálnímu zobrazování a bezpočtu dalších inovací způsobila mikroskopie revoluci v tak rozmanitých oblastech, jako je chemie, fyzika, věda o materiálech, mikroelektronika a biologie.
Dnes, je možné provádět fluorescenční mikroskopii živých buněk v jejich přirozeném prostředí v reálném čase, zatímco v roce 1999 Intel a Mattel spolupracovali na výrobě počítačového mikroskopu Intel Play QX3 v hodnotě 100 $ (od ukončení), čímž se nástroj dostal na spotřebitelský trh. A v duchu raných průkopníků mikroskopického výzkumu vedli vědci z Florida State University celý kruh a obrátili své pokročilé nástroje na běžné předměty každodenní potřeby, jako je ta celoamerická sešívačka, hamburgery a hranolky, podrobně popisující tenké části pšeničného jádra, cibulová tkáň, škrobové granule v bramborové tkáni a krystalizované sýrové proteiny.