Виды микроскопии

Иммерсионная микроскопия.Применяется для увеличения разрешающей способности метода световой микроскопии. Разрешающая способность системы светооптической микроскопии определяется длиной волны видимого света и числовой апертурой системы. Числовая апертура показывает величину угла максимального конуса света, попадающего в объектив, и зависит от оптических свойств (преломляющей способности) среды между объектом и линзой объектива. Погружение объектива в среду (минеральное масло), имеющую высокий коэффициент преломления, близкий к таковому у стекла, препятствует рассеиванию света от объекта. Таким образом, достигается увеличение числовой апертуры и соответственно разрешающей способности. Для иммерсионной микроскопии применяют специальные иммерсионные объективы, маркированные черной полосой и снабженные меткой (МИ — масляная иммерсия).

Фазово-контрастная микроскопия.Предназначена для изучения нативных (живых и неокрашенных) препаратов за счет повышения их контрастности. При прохождении света через окрашенные объекты происходит изменение амплитуды световой волны, а при прохождении через неокрашенные объекты — фазы световой волны, что используют для получения высококонтрастного изображения. Для повышения контрастности фазовые кольца покрывают ме-

таллом, поглощающим прямой свет, не влияя на сдвиг фазы. В оптической системе микроскопа применяют специальный конденсор с револьвером диафрагм и центрирующим устройством. Неокрашенные объекты выглядят темными на светлом поле (позитивный фазовый контраст) или светлыми на темном фоне (негативный фазовый контраст).

Темнопольная микроскопия. Применяется для прижизненного изучения микробов в нативных неокрашенных препаратах. Микроскопия в темном поле зрения основана на явлении дифракции света при боковом освещении частиц, взвешенных в жидкости (эффект Тиндаля). Для этого используют темнопольный конденсор, выделяющий контрастирующие структуры неокрашенного материала. При этом способе освещения лучи от осветителя падают на объект, сбоку, а в линзы микроскопа поступают только рассеянные лучи. В результате на темном фоне (неосвещенном поле зрения) видны ярко светящиеся частицы (микроорганизмы). С помощью темнопольной микроскопии изучают препараты типа «раздавленная капля». Предметные стекла должны быть не толще 1,1-1,2 мм, покровные — 0,17 мм, без царапин и загрязнений. При качестве приготовлении препарата следует избегать наличия пузырьков и крупных частиц (эти дефекты будут видны ярко святящимися и не позволят наблюдать препарат).

Люминесцентная (флюоресцентная) микроскопия Метод основан на явлении фотолюминесценции. Люминесценция (флюоресценция) — это способность некоторых объектов или веществ светиться при воздействии ультрафиолетового или другого коротковолнового излучения. При этом испускаемые световые волны длиннее волны, вызывающей свечение. Иными словами, флюоресцирующие объекты поглощают свет одной длины волны и излучают в другой области спектра. Например, если индуцирующее излучение синее, то образующееся сторону, свечение может быть красным или желтым. Различают первичную и вторичную люминесценцию. Первичная люминесценция (биолюминесценция) наблюдается без предварительного окрашивания за счет собственных люминесцирующих веществ, вторичная — возникает после окрашивания флюорохромами (ауромин, корифосфин).

Люминесцентная микроскопия по сравнению с обычными методами обладает рядом преимуществ: возможностью исследовать живые микробы и обнаруживать их в исследуемом материале в небольших концентрациях вследствие высокой степени контрастности. Люминесцентная микроскопия нашла широкое применение для визуализации результатов иммунохимических реакций, основанных на специфическом взаимодействии меченых флюоресцирующими красителями антител с антигенами изучаемого объекта.

Электронная микроскопия. Для построения изображения в электронной микроскопии используют поток электронов, что позволяет изучить объекты, размеры которых лежат за пределами разрешающей способности светового микроскопа. В качестве «линз», фокусирующих 8. электроны, служит электромагнитное поле, создаваемое электромагнитными катушками. Изображение в электронном микроскопе наблюдают на флюоресцирующем экране и фотографируют. Объекты при электронной микроскопии находятся в глубоком вакууме, поэтому подвергаются фиксации и специальной обработке. Кроме того, они должны быть очень тонкими, так как поток электронов сильно поглощается объектом. В связи с этим в качестве объектов используют ультратонкие срезы толщиной 20-50 нм, помещенные на тончайшие пленки. Разрешающая способность электронных микроскопов значительно выше, чем световых, и достигает 15 нм, что позволяет получить полезное увеличение в миллионы раз.

Наиболее широко используются два способа электронной микроскопии: просвечивающая (трансмиссивная) и сканирующая. Просвечивающая электронная микроскопия применяется для изучения ультратонких срезов микробов, тканей, а также строения мелких объектов (вирусов, жгутиков и др.), контрастированных фосфорно-вольфрамовой кислотой, уранилацетатом, напылением металлов в вакууме и др. Сканирующая электронная микроскопия применяется для получения трехмерного изображения поверхности исследуемого объекта.

5. Устройство биологического микроскопа

Для микробиологических исследований используют различные виды световой микроскопии: иммерсионная, темнопольная, фазово-контрастная, люминесцентная и др. Для световой микроскопии используют различные виды микроскопов, которые подразделяются на студенческие, рабочие, лабораторные, исследовательские, различающиеся по конструкции и комплектации оптикой. Отечественные микроскопы («Биолам», «Бимам», «Микмед», МБР-1, МБИ-2 и др.) имеют обозначения, указывающие, к какой группе они относятся (С — студенческие, Р — рабочие, Л — лабораторные, И — исследовательские); комплектация обозначается цифрой.

Увеличение изображения достигают системой линз конденсора, объектива и окуляра. Конденсор, расположенный между источником света и изучаемым объектом, собирает лучи света в поле микроскопа. Объектив создает изображение поля микроскопа внутри тубуса. Окуляр увеличивает это изображение и делает возможным его восприятие глазом. Предел разрешения микроскопа (минимальное расстояние, на котором различимы два близко расположенных объекта) определяется длиной световой волны и апертурой линз. Теоретически возможный предел разрешения светового микроскопа равен 0,2 мкм; реальное разрешение можно повысить за счет увеличения апертуры оптической системы, например, путем увеличение коэффициента преломления. Коэффициент преломления (иммерсии) жидких сред больше коэффициента преломления воздуха (n=1.0), что используется для увеличения предела разрешения. В качестве иммерсионных сред используют глицерин, иммерсионное масло (кедровое или синтетическое), препятствующие рассеиванию света от объекта.

В микроскопе различают две части: механическую и оптическую. К механической части относятся: штатив (состоящий из основания и тубусодержателя), тубус с револьвером для крепления и смены объективов, предметный столик, механизмы для грубого (макровинт) и тонкого (микровинт) регулирования изображения. Оптическая часть микроскопа представлена объективами, окулярами и осветительной системой, которая, в свою очередь, состоит из расположенных под предметным столиком конденсора Аббе, зеркала, имеющего плоскую и вогнутую сторону, а также автономного или встроенного осветителя.