Mikroszkópos kutatási módszerek. Mikroszkópos módszerek

itthon

Vízellátás

Mikroszkópos kutatási módszerek- különböző tárgyak mikroszkópos tanulmányozásának módjai. A biológiában és az orvostudományban ezek a módszerek lehetővé teszik olyan mikroszkopikus objektumok szerkezetének tanulmányozását, amelyek mérete meghaladja az emberi szem felbontását. Az alap a fény- és elektronmikroszkópia. A gyakorlati és tudományos tevékenység során a különböző szakterületek orvosai - virológusok, mikrobiológusok, citológusok, morfológusok, hematológusok stb., a hagyományos fénymikroszkópia mellett fáziskontraszt, interferencia, lumineszcens, polarizációs, sztereoszkópos, ultraibolya, infravörös mikroszkópiát alkalmaznak. Ezek a módszerek a fény különféle tulajdonságain alapulnak. Az elektronmikroszkópiában a vizsgált tárgyak képe az elektronok irányított áramlása miatt keletkezik.

Fénymikroszkópiához és az arra épülő többihez mikroszkópos kutatási módszerek a felbontás mellett meghatározó érték mikroszkóp rendelkezik a fénysugár természetével és irányával, valamint a vizsgált tárgy jellemzőivel, amely lehet átlátszó és átlátszatlan. Az objektum tulajdonságaitól függően a fény fizikai tulajdonságai megváltoznak - színe és fényereje a hullámhosszhoz és az amplitúdóhoz, a fázishoz, a hullámterjedés síkjához és irányához kapcsolódóan. A fény ezen tulajdonságainak felhasználásáról különféle mikroszkópos kutatási módszerek. Fénymikroszkópiához a biológiai tárgyakat általában megfestik, hogy felfedjék egyik vagy másik tulajdonságukat ( rizs. egy ). Ilyenkor a szöveteket rögzíteni kell, mert. a festés csak az elölt sejtek bizonyos struktúráit tárja fel. Élő sejtben a festék a citoplazmában vakuólum formájában izolálódik, és nem festi meg a szerkezetét. Élő biológiai objektumok azonban fénymikroszkópban is vizsgálhatók a vitális mikroszkópos módszerrel. Ebben az esetben egy sötét mezős kondenzátort használnak, amely a mikroszkópba van beépítve.

A fáziskontraszt mikroszkópiát élő és festetlen biológiai tárgyak tanulmányozására is használják. A fénysugár diffrakcióján alapul, a sugárzó tárgy jellemzőitől függően. Ez megváltoztatja a fényhullám hosszát és fázisát. A speciális fáziskontraszt mikroszkóp objektívje áttetsző fázislemezt tartalmaz. Az élő mikroszkopikus tárgyak vagy rögzített, de nem színes mikroorganizmusok és sejtek átlátszóságuk miatt gyakorlatilag nem változtatják meg a rajtuk áthaladó fénysugár amplitúdóját és színét. hullámának csak fáziseltolódását okozza. A vizsgált tárgyon való áthaladás után azonban a fénysugarak eltérnek az áttetsző fázislemeztől. Ennek eredményeként hullámhossz-különbség keletkezik a tárgyon áthaladó sugarak és a világos háttér sugarai között. Ha ez a különbség legalább a hullámhossz 1/4-e, akkor egy vizuális effektus jelenik meg, amelyben világos háttér előtt egy sötét tárgy jól látható, vagy fordítva, a fázislemez jellemzőitől függően.

Az interferencia-mikroszkópia ugyanazokat a problémákat oldja meg, mint a fáziskontraszt mikroszkóp. De ha ez utóbbi lehetővé teszi, hogy csak a vizsgált objektumok körvonalait figyeljük meg, akkor az interferencia-mikroszkóp segítségével lehetőség nyílik egy átlátszó objektum részleteinek tanulmányozására és azok kvantitatív elemzésére. Ezt úgy érik el, hogy mikroszkópban kettévágnak egy fénynyalábot: az egyik nyaláb áthalad a megfigyelt tárgy részecskéjén, a másik pedig elhalad mellette. A mikroszkóp okulárjában mindkét nyaláb össze van kötve és zavarja egymást. Az így létrejövő fáziskülönbség mérhető így. sok különböző sejtszerkezet. A fény fáziskülönbségének ismert törésmutatókkal történő szekvenciális mérése lehetővé teszi az élő tárgyak és a nem rögzített szövetek vastagságának, a bennük lévő víz és szárazanyag koncentrációjának, fehérjetartalmának stb. Az interferencia-mikroszkópia adatai alapján közvetve megítélhető a vizsgált tárgyak membránok permeabilitása, enzimaktivitása, sejtanyagcseréje.

A polarizációs mikroszkópia lehetővé teszi a vizsgált tárgyak tanulmányozását két, egymásra merőleges síkban polarizált nyaláb által alkotott fényben, azaz. polarizált fényben. Ehhez filmszerű polaroidokat vagy Nicol prizmákat használnak, amelyeket mikroszkópban helyeznek el a fényforrás és a készítmény közé. A polarizáció megváltozik a fénysugarak áthaladása (vagy visszaverődése) során a sejtek és szövetek különböző szerkezeti elemei között, amelyek tulajdonságai inhomogének. Az úgynevezett izotróp struktúrákban a polarizált fény terjedési sebessége nem függ a polarizáció síkjától, az anizotróp struktúrákban terjedési sebessége a fény irányától függően változik a tárgy hossz- vagy kereszttengelye mentén. Ha a fény törésmutatója a szerkezet mentén nagyobb, mint a keresztirányban, pozitív kettős törés lép fel, fordított összefüggésekkel - negatív kettős törés. Sok biológiai objektum szigorú molekuláris orientációjú, anizotróp és pozitív kettős fénytörést mutat. Ilyen tulajdonságokkal rendelkeznek a myofibrillumok, a csillós hám csillói, a neurofibrillumok, a kollagénrostok stb. rizs. 2 ). A polarizáló mikroszkópia az egyik szövettani kutatási módszerek,út mikrobiológiai diagnosztika,-ben talál alkalmazást citológiai vizsgálatok Ebben az esetben polarizált fényben festett és festetlen és fixálatlan, úgynevezett natív szöveti metszet preparátumok is vizsgálhatók.

A fluoreszcens mikroszkópot széles körben használják. Egyes anyagok azon tulajdonságán alapul, hogy lumineszcenciát adnak - lumineszcenciát UV-sugárzásban vagy a spektrum kék-ibolya részében. Számos biológiai anyag, például egyszerű fehérjék, koenzimek, egyes vitaminok és gyógyszerek saját (elsődleges) lumineszcenciával rendelkeznek. Más anyagok csak akkor kezdenek világítani, ha speciális színezékeket - fluorokrómokat (másodlagos lumineszcencia) adnak hozzájuk. A fluorokrómok diffúz módon eloszlanak egy sejtben, vagy szelektíven megfesthetik az egyes sejtszerkezeteket vagy egy biológiai objektum bizonyos kémiai vegyületeit. Ez az alapja a lumineszcens mikroszkópia használatának citológiai és hisztokémiai vizsgálatokban (lásd. Hisztokémiai kutatási módszerek). Fluoreszcens mikroszkópban végzett immunfluoreszcencia segítségével kimutatják a vírusantigéneket és sejtkoncentrációjukat, azonosítják a vírusokat, meghatározzák az antigéneket és antitesteket, hormonokat, különféle anyagcseretermékeket stb. ( rizs. 3 ). Ebben a vonatkozásban a fluoreszcens mikroszkópiát olyan fertőzések laboratóriumi diagnosztikájában használják, mint a herpesz, mumpsz, vírusos hepatitis, influenza stb., alkalmazzák a légúti vírusfertőzések gyors diagnosztikájában, a betegek orrnyálkahártyájának lenyomatainak vizsgálatában, és különböző fertőzések differenciáldiagnosztikája. A patomorfológiában lumineszcens mikroszkóppal szövettani és citológiai preparátumokban felismerik a rosszindulatú daganatokat, a szívizom ischaemiás területeit a szívinfarktus korai stádiumában határozzák meg, amiloidot szövetbiopsziában stb.

Az ultraibolya mikroszkópia az élő sejteket, mikroorganizmusokat vagy rögzített, de nem színezett, átlátszó szöveteket alkotó anyagok azon képességén alapul, hogy látható fényben képesek elnyelni az UV sugárzást egy bizonyos hullámhosszon (400-250). nm). Ezzel a tulajdonsággal a nagy molekulatömegű vegyületek rendelkeznek, mint például a nukleinsavak, fehérjék, aromás savak (tirozin, triptofán, metilalanium), purin és piramidin bázisok stb. Ultraibolya mikroszkóppal meghatározzák ezen anyagok lokalizációját és mennyiségét, ill. az élő tárgyak tanulmányozásának esete, azok változásai az életfolyamatban.

Az infravörös mikroszkópia lehetővé teszi a látható fénynek és az UV-sugárzásnak átlátszatlan tárgyak tanulmányozását azáltal, hogy szerkezetükkel 750-1200 hullámhosszúságú fényt nyelnek el. nm. Az infravörös mikroszkópiához nincs szükség a minták előzetes kémiai kezelésére. Ez a fajta mikroszkópos kutatási módszerek leggyakrabban a zoológiában, az antropológiában és a biológia más ágaiban használják. Az orvostudományban az infravörös mikroszkópiát elsősorban a neuromorfológiában és a szemészetben használják.

A sztereoszkópikus mikroszkópot térfogati tárgyak tanulmányozására használják. A sztereoszkópikus mikroszkópok kialakítása lehetővé teszi, hogy a vizsgált tárgyat jobb és bal szemmel különböző szögekből lássa. Fedezze fel az átlátszatlan tárgyakat viszonylag kis nagyítással (akár 120-szoros). Sztereoszkópos mikroszkópiát alkalmaznak mikrosebészet, patomorfológiában biopsziás, sebészeti és metszetanyag speciális vizsgálatával, igazságügyi laboratóriumi kutatásban.

Az elektronmikroszkóppal a sejtek, mikroorganizmusok és vírusok szöveteinek szerkezetét vizsgálják szubcelluláris és makromolekuláris szinten. Ez a M.m.i. lehetővé tette, hogy az anyag tanulmányozásának minőségileg új szintjére lépjen. Széleskörű alkalmazásra talált a morfológiában, mikrobiológiában, virológiában, biokémiában, onkológiában, genetikában, immunológiában.Az elektronmikroszkóp felbontásának éles növekedését az elektromágneses lencsék által létrehozott elektromágneses mezőkön vákuumban áthaladó elektronok áramlása biztosítja. Az elektronok áthaladhatnak a vizsgált objektum szerkezetein (transzmissziós elektronmikroszkóp), vagy azokról visszaverődnek (pásztázó elektronmikroszkóp), különböző szögekben eltérve, így a mikroszkóp lumineszcens képernyőjén kép jelenik meg. Transzmissziós (transzmissziós) elektronmikroszkóppal a szerkezetekről síkképet kapunk ( rizs. négy ), szkenneléssel - volumetrikus ( rizs. 5 ). Az elektronmikroszkópia kombinációja más módszerekkel, például autoradiográfiával, hisztokémiával, immunológiai kutatási módszerek, lehetővé teszi az elektron-radioautográfiai, elektron-hisztokémiai, elektron-immunológiai vizsgálatok elvégzését.

Az elektronmikroszkópos vizsgálat megköveteli a vizsgált tárgyak speciális előkészítését, különösen a szövetek és mikroorganizmusok kémiai vagy fizikai rögzítését. A biopsziás anyagot és a fixálás utáni metszetanyagot dehidratálják, epoxigyantákba öntik, üveg- vagy gyémántkéssel speciális ultratomokon vágják, amelyek lehetővé teszik 30-50 vastagságú ultravékony szövetmetszetek készítését. nm. Ezeket kontrasztba állítják, majd elektronmikroszkóp alatt vizsgálják. Pásztázó (raszteres) elektronmikroszkópban különböző tárgyak felületét vizsgálják úgy, hogy vákuumkamrában elektronsűrű anyagokat raknak le rájuk, és vizsgálják a minta körvonalait megismétlő, úgynevezett replikákat. Lásd még

A biológiai mikroobjektumok vizsgálatának fő módszere a fény- és elektronmikroszkópia, amelyeket széles körben alkalmaznak a kísérleti és klinikai gyakorlatban.

A mikroszkópia a biológiában több mint 300 éve használt mikroobjektumok vizsgálatának fő módszere. A szövettani preparátumok tanulmányozására különféle típusú fénymikroszkópokat és elektronmikroszkópokat használnak. Az első mikroszkópok megalkotása és használata óta folyamatosan fejlesztik őket. A modern mikroszkópok összetett, nagy felbontású optikai rendszerek. A mikroszkóppal látható legkisebb szerkezet méretét a legkisebb felbontható távolság (d) határozza meg, amely elsősorban a fény hullámhosszától (λ) és az elektronáramlás elektromágneses rezgésének hullámhosszától, stb. függ. hozzávetőlegesen a képlet határozza meg d= λ/2. Így minél rövidebb a hullámhossz, annál kisebb a feloldható távolság, és annál kisebbek a készítményben látható mikrostruktúrák.

Fénymikroszkópia. A szövettani mikroobjektumok tanulmányozására közönséges fénymikroszkópokat és azok fajtáit használnak, amelyekben különböző hullámhosszú hullámokkal rendelkező fényforrásokat használnak. A hagyományos fénymikroszkópokban a megvilágítás forrása természetes vagy mesterséges fény (2.1. ábra). A spektrum látható részének minimális hullámhossza körülbelül 0,4 µm. Ezért egy hagyományos fénymikroszkópnál a legkisebb feloldható távolság körülbelül 0,2 µm, és a teljes nagyítás (az objektív nagyítás szorzata a szemlencse nagyításával) 1500-2500 lehet.

Így fénymikroszkóp segítségével nem csak a 4-150 mikron méretű egyedi sejteket láthatjuk, hanem azok intracelluláris szerkezetét is - organellumokat, zárványokat. A mikroobjektumok kontrasztjának fokozására festést alkalmaznak.

ultraibolya mikroszkóp. Ez a fénymikroszkóp egy fajtája. Az ultraibolya mikroszkóp rövidebb, körülbelül 0,2 µm hullámhosszú ultraibolya sugarakat használ. A feloldható távolság itt 2-szer kisebb, mint a hagyományos fénymikroszkópokban, és körülbelül 0,1 μm. A szemnek láthatatlan ultraibolya sugárzásban kapott képet fényképészeti lemezen történő regisztrálással vagy speciális eszközök (lumineszcens képernyő, elektron-optikai konverter) segítségével láthatóvá alakítják.

Fluoreszcens (lumineszcens) mikroszkóp. A fluoreszcencia jelensége abban rejlik, hogy számos anyag atomja és molekulája rövid ideig abszorbeál

Rizs. 2.1. Mikroszkópok biológiai kutatásokhoz:

a- "Biolam-S" fénybiológiai mikroszkóp: 1 - alap; 2 - csőtartó; 3 - ferde cső; 4 - szemlencse; 5 - revolver; 6 - lencsék; 7 - asztal; 8 - kondenzátor írisz diafragmával; 9 - kondenzátor csavar; 10 - tükör; 11 - mikrométeres csavar; 12 - makrometrikus csavar; b- EMV-100AK elektronmikroszkóp automatizált képfeldolgozó rendszerrel: 1 - mikroszkóp oszlop (elektronoptikai rendszerrel és mintakamrával); 2 - vezérlőpult; 3 - kamera lumineszcens képernyővel; 4 - képelemző blokk; 5 - videojel-érzékelő; ban ben- konfokális mikroszkóp: 1 - fénymikroszkóp; 2 - képrögzítő (fotoelektronikus szorzó);

3 - letapogató eszköz a fénysugár mozgatásához a tengely mentén X, Y, Z;

4 - tápegység és lézeres vezérlő állvány; 5 - számítógép képfeldolgozáshoz

hullámsugarak, gerjesztett állapotba kerülnek. A fordított átmenet a gerjesztett állapotból a normál állapotba fénykibocsátással, de hosszabb hullámhosszal történik. Fluoreszcens mikroszkópban ultranagy nyomású higany- vagy xenonlámpákat használnak fényforrásként a fluoreszcencia gerjesztésére, amelyek nagy fényereje a spektrális tartományban 0,25–0,4 μm (ibolyántúli sugarak közelében) és 0,4–0,5 μm (kék fény). lila sugarak). A fluoreszcens fényhullám hullámhossza mindig nagyobb, mint a gerjesztő fény hullámhossza, ezért fényszűrők segítségével szétválasztjuk őket, és a tárgy képét csak fluoreszcencia fényében vizsgáljuk. Tegyen különbséget a saját vagy elsődleges és az indukált vagy másodlagos fluoreszcencia között. Az élő szervezet bármely sejtjének megvan a maga fluoreszcenciája, de gyakran rendkívül gyenge.

Az ideg-, hízó- és egyéb sejtekben található szerotonin, katekolaminok (adrenalin, noradrenalin) 60-80 °C-on formaldehidgőzben történő szöveti rögzítés után elsődleges fluoreszcenciát mutatnak (Falk módszer).

Másodlagos fluoreszcencia akkor következik be, amikor a készítményeket speciális színezékekkel - fluorokrómokkal - kezelik.

Különféle fluorokrómok léteznek, amelyek specifikusan kötődnek bizonyos makromolekulákhoz (akridin narancs, rodamin, fluoreszcein stb.). Például, amikor a gyógyszereket akridinnarancssárgával kezelik, a DNS és vegyületei a sejtekben élénkzöld, míg az RNS és származékai élénkvörösen világítanak. Számos színezék használható fehérjék, lipidek, intracelluláris kalcium, magnézium, nátrium stb. azonosítására. Így a sugárzás spektrális összetétele információkat hordoz a tárgy belső szerkezetéről és kémiai összetételéről. A fluoreszcens mikroszkópos módszer egyik változatát, amelyben a gerjesztés és a fluoreszcencia emisszió is a spektrum ultraibolya tartományában történik, ultraibolya fluoreszcens mikroszkópos módszernek nevezik.

A fluorokróm tárgyak kontrasztjának növelése érdekében konfokális változat optikai mikroszkóp (lásd 2.1. ábra, c). Megvilágításként kis átmérőjű monokromatikus fénysugarat használnak, amely lézerforrást hoz létre. Minden pillanatban a sejt egy kis területe (térfogata) van a mikroszkóp fókuszában. A fénysugár a tárgy felett mozog (a tengelyek mentén pásztázza a tárgyat X, Y, Z). A fénysugár minden egyes pásztázási vonal mentén történő mozgásával információt kapunk a pásztázási vonal (a sejt optikai szakasza) egy adott pontján (térfogatában) elhelyezkedő vizsgált szerkezetről, például a fehérjék lokalizációjáról. a sejt mikrotubulusaiban. Az egyes sejtszkennelési pontokról kapott összes információ egy számítógépre kerül, speciális program segítségével kombinálva, kontrasztos kép formájában jelenik meg a monitor képernyőjén. Ezzel a mikroszkópos módszerrel információt nyerünk a sejtek alakjáról, a citoszkeletonról, a sejtmag szerkezetéről, a kromoszómákról stb. Számítógépes program segítségével az egyes letapogatási vonalakról kapott információk alapján háromdimenziós képet készít. a cella, amely lehetővé teszi a cella különböző látószögekből való megtekintését.

Fáziskontraszt mikroszkóp. Ezzel a módszerrel nagy kontrasztú képeket készítenek átlátszó és színtelen élő tárgyakról, amelyek a hagyományos mikroszkópos módszerekkel láthatatlanok. A módszer azon alapul, hogy a különböző törésmutatójú szerkezeteken áthaladó fény megváltoztatja sebességét. Az alkalmazott mikroszkóp optikájának kialakítása lehetővé teszi, hogy a festetlen preparátumon áthaladó, szem által nem érzékelhető fázisváltozásokat amplitúdójának, azaz a keletkező kép fényességének változásaivá alakítsák. A fáziskontraszt módszer a kondenzátorban elhelyezett speciális gyűrű alakú membrán és az objektívben elhelyezett ún. fázislemez révén biztosítja a vizsgált festetlen szerkezetek kontrasztját. A fáziskontraszt módszer egy változata a fázis-sötéttér kontraszt módszer, amely negatív képet ad a pozitív fáziskontraszthoz képest.

Sötétmezős mikroszkóp. Sötétmezős mikroszkópban csak az a fény éri el a célt, amely a készítményben lévő szerkezetek diffrakcióját (hullámhajlítását) adja. Ez egy speciális kondenzátor jelenléte miatt történik a mikroszkópban, amely szigorúan ferde fénnyel világítja meg a készítményt; a megvilágítóból érkező sugarak oldalról irányulnak. Így a mező sötétnek tűnik, és a készítményben lévő apró részecskék visszaverik a fényt, amely azután belép a lencsébe. A klinikán ezt a módszert használják a vizeletben lévő kristályok (húgysav, oxalátok) vizsgálatára, a spirocheták kimutatására, különösen Treponema pallidum, szifiliszt okoz, stb.

interferencia mikroszkóp. A fáziskontraszt mikroszkóp egy változata az interferencia mikroszkóp, amelyet a szövettömeg számszerűsítésére terveztek. A sejtek és más biológiai objektumok felszínének domborzatának tanulmányozására differenciális interferencia-mikroszkópot (Nomarsky optikával) használnak.

Az interferencia-mikroszkópban a megvilágítóból érkező fénysugarat két áramra osztják: az egyik áthalad a tárgyon, és megváltoztatja az oszcilláció fázisát, a második megkerüli a tárgyat. Az objektív prizmáiban mindkét sugár egymásra van helyezve. Ennek eredményeként olyan kép jön létre, amelyen egy mikroobjektum különböző vastagságú és sűrűségű metszete kontrasztban különbözik. A változások számszerűsítése után határozza meg a szárazanyag koncentrációját és tömegét.

A fáziskontraszt és az interferencia mikroszkópok lehetővé teszik a tanulmányozást élő sejtek. Azt az interferenciát használják fel, amely akkor lép fel, amikor két hullámhalmazt kombinálnak, hogy létrehozzák a mikrostruktúrák képét. A fáziskontraszt, az interferencia és a sötétmezős mikroszkóp előnye, hogy képes megfigyelni a sejteket a mozgás és a mitózis folyamatában. Ebben az esetben a cella mozgását time-lapse (kockánkénti) mikrovideó filmezéssel rögzíthetjük.

polarizáló mikroszkópia. A polarizáló mikroszkóp egy fénymikroszkóp módosítása, amelyben két polarizáló szűrő van felszerelve: az első (polarizáló) - a fénysugár és a tárgy között, a második (analizátor) - az objektívlencse és a szem között. Az első szűrőn csak egy irányba halad át a fény, a második szűrőnek van egy főtengelye,

amely az első szűrőre merőlegesen helyezkedik el, és nem engedi át a fényt. Ez sötét mező hatást hoz létre. A hosszirányban orientált molekulákat (kollagén, mikrotubulusok, mikrofilamentumok) és kristályos szerkezeteket tartalmazó szerkezetek képesek a polarizátorból kiinduló fénysugarak tengelyének elforgatására. Amikor a forgástengely megváltozik, ezek a struktúrák sötét háttér előtt izzónak tűnnek. Kettős törésnek nevezzük a kristályok vagy parakristályos képződmények azon képességét, hogy egy fényhullámot közönséges hullámra és egy rá merőleges hullámra hasítanak. Ezzel a képességgel a harántcsíkolt izmok fibrillái rendelkeznek.

Elektronmikroszkópia. A mikroszkópos technológia fejlődésében nagy előrelépést jelentett az elektronmikroszkóp megalkotása és alkalmazása (lásd 2.1. ábra). Az elektronmikroszkóp rövidebb hullámhosszú elektronfolyamot használ, mint a fénymikroszkóp. 50 000 V-os feszültségnél az elektronáram vákuumban történő mozgásából származó elektromágneses rezgések hullámhossza 0,0056 nm. Az elméleti számítások szerint a feloldható távolság ilyen körülmények között körülbelül 0,002 nm vagy 0,000002 μm lehet, azaz 100 000-szer kisebb, mint egy fénymikroszkópban. A gyakorlatban a modern elektronmikroszkópokban a feloldható távolság körülbelül 0,1-0,7 nm.

A szövettanban transzmissziós (transzmissziós) elektronmikroszkópokat (TEM), pásztázó (pásztázó) elektronmikroszkópokat (SEM) és ezek módosításait alkalmazzák. A TEM segítségével a vizsgált mikroobjektumról csak síkképet kaphatunk. A struktúrák térbeli megjelenítéséhez SEM-eket használnak, amelyek háromdimenziós képet hozhatnak létre. A pásztázó elektronmikroszkóp azon az elven működik, hogy elektronmikroszondával letapogatja a vizsgált tárgyat, azaz élesen fókuszált elektronsugárral szekvenciálisan "érzi" a felület egyes pontjait. Ezt a tárgyvizsgálatot ún szkennelés(olvasás), és a minta, amely mentén a mikroszonda mozog - raszteres. Az így kapott képet egy televízió képernyőjén jelenítjük meg, amelynek elektronsugara szinkronban mozog a mikroszondával.

A pásztázó elektronmikroszkópia fő előnyei a nagy mélységélesség, a folyamatos nagyítási változtatások széles tartománya (tíz-tízezerszerestől) és a nagy felbontás. Az objektumok felületének tanulmányozására szolgáló eszközök modern változatai az atomerő-mikroszkóp és a pásztázó alagútmikroszkóp.

Elektronmikroszkópos vizsgálat fagyasztásos módszerrel- forgácsolás a membránok szerkezetének és a sejtközi kapcsolatoknak a részleteinek tanulmányozására szolgál. A sejteket alacsony hőmérsékleten (-160°C) lefagyasztják, hogy forgácsot készítsenek. A membrán vizsgálatakor a hasítási sík a lipid kettősréteg közepén halad át. Továbbá a kapott membránfelek belső felületére fémeket (platina, palládium, urán) raknak le, ezeket TEM és mikrofotózás segítségével vizsgálják.

A krioelektronmikroszkópos módszer. A szövetminta gyorsan lefagyasztott vékony rétegét (körülbelül 100 nm) mikroszkópos rácsra helyezzük, és mikroszkópos vákuumban -160 °C-on megvizsgáljuk.

Elektronmikroszkópos módszer "fagyasztás - maratás" sejtmembránok külső felületének tanulmányozására használják. A cellák nagyon alacsony hőmérsékleten történő gyors lefagyasztása után a blokkot egy késpengével felhasítják. A keletkező jégkristályokat víz vákuumban történő szublimálásával távolítják el. Ezután a sejtek területeit egy nehézfém (például platina) vékony filmporlasztásával árnyékolják. A módszer lehetővé teszi a struktúrák háromdimenziós szerveződésének feltárását.

Így a fagyasztás-hasítás és a fagyasztás-maratás módszerei lehetővé teszik a nem fixált sejtek vizsgálatát anélkül, hogy fixáció által kiváltott műtermékek keletkeznének bennük.

A nehézfémek sóival való kontraszt módszerei lehetővé teszik az egyes makromolekulák - DNS, nagy fehérjék (például miozin) vizsgálatát elektronmikroszkóppal. Negatív kontrasztozással makromolekulák (riboszómák, vírusok) vagy fehérje filamentumok (aktin filamentumok) aggregátumait vizsgálják.

Krioultramikrotómiával nyert ultravékony metszetek elektronmikroszkópos vizsgálata. Ezzel a módszerrel a rögzítés nélküli és szilárd táptalajba öntött szövetdarabokat gyorsan lehűtik folyékony nitrogénben -196 °C hőmérsékleten. Ez gátolja a sejtek anyagcsere-folyamatait és a víz folyékony fázisból szilárd állapotba való átmenetét. Ezután a blokkokat ultramikrotomon, alacsony hőmérsékleten vágják. Ezt a metszésmódot általában az enzimek aktivitásának meghatározására, valamint immunkémiai reakciók végrehajtására alkalmazzák. Az antigének kimutatására aranykolloid részecskékkel kapcsolatos antitesteket használnak, amelyek lokalizációja könnyen azonosítható a készítményeken.

Ultranagyfeszültségű mikroszkópos módszerek. Akár 3 000 000 V gyorsítófeszültségű elektronmikroszkópokat használnak, amelyek előnye, hogy lehetővé teszik a nagy vastagságú (1-10 mikron) tárgyak tanulmányozását, mivel nagy elektronenergiánál kevésbé nyeli el őket az objektum. A sztereoszkópos képalkotás lehetővé teszi az intracelluláris struktúrák háromdimenziós szerveződésének nagy felbontású (kb. 0,5 nm) információszerzését.

Nagyon nehéz tagadni a tudomány jelentőségét az egész társadalom életében. A tudósok és fejlesztéseik megadták a társadalomnak mindazt, amit most élvez és élvez. A különböző területeken végzett tudósok fejlesztései lehetővé teszik a halálos betegségek legyőzését, a mentális zavarok elleni küzdelmet, egyedi „okos” berendezések, sőt robotok létrehozását. A tudomány lehetőségei valóban végtelenek. Az új arcok mindig új ötleteket hoznak magukkal, amelyek a jövőbeni fejlesztések alapját képezik. Számos fejlesztés azonban egyszerű és bevált módszereken alapul.

A múlt sok bölcse azt mondta, hogy létezik makro-, mikrokozmosz. A fejlődésnek abban a szakaszában az emberek nem tudták felismerni e szavak teljes mélységét. Végül is a makro- és mikrokozmosz valóban létezik, és nagyon szorosan kölcsönhatásba lép egymással. A sejtszerkezet apró változásait a Naprendszer globális változásai okozhatják. Egyelőre nagyon nehéz bizonyítani vagy cáfolni egy ilyen kapcsolatot, de a baktériumok és sejtek világát vizsgáló tanulmányok azt sugallják, hogy a sejt egy kis Univerzum.

Mikroszkópia

A mikroszkóp a mikroszkóp használatának tudománya. Görögről lefordítva ez a szó azt jelenti: "kicsi, kicsi". A mikroszkópia több alfajra osztható: optikai, multifoton, röntgen, lézer és elektronikus. Ennek a kutatási módszernek az a célja, hogy növelje az objektum megfigyelését és az észlelt változások regisztrálását.

A mikroszkóp története

Történelmi fejlődésének kezdetén a mikroszkópok azok voltak, amelyek látható fénysugarakat használtak. Az ilyen eszközök nagyon gyengék voltak a megfigyeléshez, és csak a legegyszerűbb műveletekre voltak alkalmasak. Az elektronmikroszkóp megjelenésének ötlete abban a pillanatban merült fel, amikor a tudósok azon gondolkodtak, hogy az elektromágneses sugárzást elektronsugárral helyettesítsék. Ez az esemény az elektronmikroszkóp fejlesztését szolgálta, amely nagymértékben kibővítette az objektum megfigyelésének lehetőségeit.

Mikroszkópos módszerek

Bármely objektum helyes és alapos vizsgálatához egy bizonyos algoritmus szerint kell dolgozni. Az ilyen algoritmusokat egyszer kifejlesztik, és évekig használják. Ahhoz, hogy a minket körülvevő világot speciális eszközök segítségével tanulmányozhassuk, speciális módszerek elsajátítására van szükség. A mikroszkópos módszerek különféle algoritmusok kombinációi, melyeket követve alaposan és szisztematikusan tanulmányozható a mikrovilág egy-egy objektuma. A fénynyaláb mikroszkópon való áthaladását a kezdeti jellemzők bizonyos változásai kísérik, amelyeket a tárgy szerkezeti felépítése okozhat. Ezt a folyamatot számos optikai hatás kísérheti, mint például visszaverődés, abszorpció, fénytörés, diszperzió stb.

Fénymikroszkópos módszerek

A fénymikroszkóp egy olyan módszerrendszer, amely különféle optikai effektusokat használ az eredmények megbízható megjelenítéséhez. A látható elemek és a kapott kép jellege nagymértékben függ a megvilágítástól. Összességében számos mikroszkópos módszer létezik: világos mező, ferde megvilágítás, interferenciakontraszt, sötét mező, polarizációs módszer, fáziskontraszt, ultraibolya, lumineszcens, infravörös mikroszkóp, konfokális mikroszkóp.

Mindezen módszereknek vannak bizonyos előnyei és hátrányai. A mintával végzett munka során egyik vagy másik módszert az adott helyzetben való megfelelősége alapján kell kiválasztani. Az egyes módszerek erősségei és gyengeségei általában nem fontosak, a lényeg, hogy a módszer adott körülmények között alkalmazható legyen.

Mikroszkópia és orvostudomány

A mikroszkópia alkalmazása az orvostudományban nagy lehetőségeket rejt magában. Ma már a mikroszkópoknak köszönhetően lehetőség nyílik az emberi test különböző sejtjeinek vizsgálatára az egészségi állapot pontos meghatározása érdekében. A test sejtjei adják a legpontosabb és legmegbízhatóbb eredményt, amelyet egészen a közelmúltig lehetetlen volt megszerezni, mivel a mikroszkópok nem tudtak átfogó információt nyújtani.

Az ilyen eszközök használata nagyon ígéretes, mivel a kezelési és diagnosztikai módszerek drámaian megváltozhatnak, és teljesen új szintre léphetnek. A mikroszkópos kutatásokat régóta ismerték és alkalmazzák, de a tudomány közel áll ahhoz, hogy sejtekkel kezelje az embert. Ez egy egyedülálló lehetőség, amely lehetővé teszi, hogy eltávolodjon a szokásos kezelési módszerektől, és elfelejtse a gyógyszereket. A sejt a test legerősebb eleme. Egyszerűen értelmetlen az egészséges sejtek beteg emberbe történő átültetésének előnyeiről beszélni, mert ez nyilvánvaló.

Vizeletvizsgálat

Az általános vizeletvizsgálat olyan intézkedések összessége, amelyek célja a vizelet tulajdonságainak és fizikai és kémiai összetételének tanulmányozása. Fontos mutatók ebben az esetben a szín, a szag, a reakció, az átlátszóság, a sűrűség, valamint a vizelet különböző anyagtartalma. A vizelet üledékének mikroszkópos vizsgálata lehetővé teszi a sók, sejtes elemek és hengerek jelenlétének meghatározását. Meg kell érteni, hogy a vizelet a vesék tevékenységének végterméke, amely nagyon pontosan tükrözheti az anyagcsere folyamatok és a vér állapotát a szervezetben.

A vizelet üledék elemzése

A vizelet mikroszkópia lehetővé teszi, hogy teljesebb képet hozzon létre a test teljes vizsgálatával. Ezenkívül a kenetet gyakran használják a húgyúti és vesebetegségek szokásos és differenciáldiagnózisára. A kezelés során vizeletmikroszkópos vizsgálat írható elő az orvos beavatkozásának hatékonyságának értékelésére. A vizeletvizsgálat lehetővé teszi a szervezet víz- és elektrolit-egyensúlyának, valamint az anyagcsere folyamatának konkrét vagy lehetséges problémáinak azonosítását. A vizeletvizsgálat nagyon hatékony a gyomor-bél traktus betegségeinek, valamint a szervezet fertőző és gyulladásos folyamatainak diagnosztizálásában. Néha vizeletmikroszkópos vizsgálatot alkalmaznak a beteg állapotának nyomon követésére a terápiás vagy sebészeti kezelés ideje alatt.

A vér vizsgálata mikroszkóp alatt

A vérsejtek a vörös csontvelőben képződnek, majd a véráramba kerülnek. Mindegyik ellátja sajátos funkcióját. A leukociták a fertőző sejtek leküzdéséhez szükségesek, az eritrociták hozzájárulnak az oxigénsejtek dúsításához és a szén-dioxid eltávolításához belőlük, a vérlemezkék nagyon fontosak a vérzéscsillapításhoz. Normál körülmények között az emberi szervezet minden sejt normatív értékét állítja elő, ami nem lép túl bizonyos határokat. Bármilyen szövődmény vagy betegség esetén a vérsejtek megváltoztathatják méretüket, alakjukat, színüket és mennyiségüket. Csak a pontos mikroszkópos vizsgálatnak köszönhetően lehet meghatározni a sejtek állapotát és levonni a megfelelő következtetéseket.

A vér a szervezet éltető folyadéka, amely biztosítja a hasznos anyagok cseréjét az összes sejt között. A vérkenet mikroszkópos vizsgálata mikroszkóp alatt végzett vizsgálat. Egy csepp vérből készített készítményt vizsgálnak. Ezt az eljárást az általános vérvizsgálat vagy a leukocita képlet tartalmazza, és külön nem hajtják végre.

kenetmikroszkópia

Mire van szükség A vérkenet mikroszkópos vizsgálata nagyon fontos ismereteket ad a szakembernek az emberi egészség állapotáról. Ezzel az elemzéssel meghatározhatja a vörösvértestek, vérlemezkék, fehérvérsejtek mennyiségi arányát, valamint alakját és méretét. Ezenkívül lehetővé teszi az éretlen leukociták mennyiségi expressziójának meghatározását, ami számos betegségben nagyon fontos pont. Ezenkívül a vérkenet lehetővé teszi azoknak a betegségeknek a minőségi diagnosztizálását, amelyek a vérfunkciók károsodásához, annak kialakulásához, alvadásához és pusztulásához, valamint a leukémiához társulhatnak.

Vérkenetet írnak elő, ha általános vérvizsgálat kimutatta, hogy a leukociták, az éretlen vagy atipikus sejtek mennyiségi expressziója megnövekszik. A kenethez vérből vagy kapillárisokból származó bioanyagot használhat.

Biológia és mikroszkópok

A biológia nagyban bővíti a mikroszkópok felhasználási lehetőségeit. Mint korábban említettük, a citológia nagymértékben támaszkodik a modern és nagy teljesítményű mikroszkópokra. A mikroszkópia a biológiában példátlan teret nyit a kísérletek és kutatások számára a tudósok számára. A modern fejlesztések már lehetővé teszik, hogy beszéljünk arról, mit hoz számunkra a jövő.

A mikroszkópia a biológiában igen széleskörűen alkalmazható. Az eszközök lehetővé teszik olyan élőlények tanulmányozását, amelyek emberi szem számára hozzáférhetetlenek, de nagyon fontosak a tudományos kísérletekhez. A biológiában a leggyakrabban alkalmazott módszer az elektronmikroszkópia, amely az elektronok irányított áramlása miatt ad képet. Ugyanakkor még egy fénymikroszkóp is lehetővé teszi az élő biológiai objektumok tanulmányozását.

A biológiában a mikroszkópos módszert nagyon aktívan használják, mivel szinte minden fajta alkalmazható biológiai kutatásra. Az interferencia-mikroszkópia lehetővé teszi átlátszó folyadékok és tárgyak tanulmányozását, valamint ezek minőségi elemzését. Ez annak köszönhető, hogy az eszközön áthaladó fénysugár kettéágazik: egy része áthalad a tárgyon, a másik része pedig elhalad. Így a két nyaláb interferál, és egyesülve teljes képet ad.

Mikroszkópia különböző felhasználási területeken

A mikroszkópos vizsgálat hatóköre nagyon széles. Annak ellenére, hogy eredetileg a mikroszkópokat a biológia kutatására szánták, mára a hatásterületük jelentősen bővült. A mikroszkópia olyan módszerek összessége, amelyek alkalmazását szilárd és kristályos testek, felületek szerkezetének és szerkezetének elemzésében találták meg. A mikroszkópokat az orvostudományban is aktívan használják nemcsak diagnosztikára, hanem mikrosebészeti műveletek elvégzésére is. Sőt, ismeretes, hogy a tudósok egy víz alatti lézermikroszkópot fejlesztettek ki, amelynek célja földönkívüli élet felkutatása az Európán.

Nem szabad megfeledkezni a nanotechnológiák rohamos fejlődéséről sem, amelyek mikroszkópok nélkül elképzelhetetlenek. Ennek az iparágnak a fejlődése ahhoz a tényhez vezet, hogy a mikroeszközök fajtáit folyamatosan fejlesztik. Sőt, vannak újak is, amelyeket egy bizonyos környezet tanulmányozására terveztek.

Néhány eredményt összegezve elmondható, hogy a mikroszkópia egy ígéretes terület, amely évről évre egyre aktívabban fejlődik. Az emberi őssejtek iránti érdeklődés, valamint a nanotechnológia fejlődése oda vezet, hogy a mikroszkópok minden kutatómunka szerves részévé válnak.

Az objektum tulajdonságaitól függően a fény megváltoztatja fizikai tulajdonságait - szín (hullámhossz), fényerő (hullám amplitúdó), fázis, amelyeket a modern mikroszkópok kontraszt létrehozására használnak.

Rizs. 1. MBI-3 mikroszkóp: 1 - láb vagy cipő; 2 - a cső durva mozgásának bárányai; 3 - csőtartó; 4 - szemlencsék; 5 - binokuláris rögzítés; 6 - fej a revolver rögzítéséhez csövek cseréjére szolgáló üléssel; 7 - binokuláris rögzítőcsavar; 8 - revolver csúszótalpakon; 9 - lencsék; 10 - tárgytábla; 11 - a gyógyszertartó hosszirányú mozgásának báránya; 12 - a gyógyszertartó keresztirányú mozgásának báránya; 13 - aplanatikus kondenzátor közvetlen és ferde megvilágításhoz; 14 - asztal központosító csavarok; 15 - csavarfej rögzíti a színpad felső részét; 16 - kondenzátor tartó; 17 - bárány mikromechanizmus; 18 - tükör; 19 - egy doboz mikromechanizmussal.

A legkönnyebben festhetőek a fix, leölt készítmények. Az ilyen mozdulatlan preparátumok mikroszkóppal nagy pontossággal vizsgálhatók és fényképezhetők, de nem teszik lehetővé egy mikroszkopikus objektum élettevékenységének különféle formáinak (mozgás, fúzió, fagocitózis stb.) értékelését. Ismeretesek azok a színezékek, amelyek az élő sejtekhez kötődnek anélkül, hogy megzavarnák azok létfontosságú funkcióit.

létfontosságú(létfontosságú) mikroszkópia azt mutatja, hogy sok élő sejtszerkezet viszonylag keveset változik ügyes rögzítés és utólagos festés hatására. Ez megerősíti a festett tárgyak mikroszkópos vizsgálatával nyert információk magas tudományos értékét. A vitális mikroszkópia festés nélkül is lehetséges, ha a hagyományos mikroszkópba úgynevezett sötétmezős kondenzátort helyezünk. A tárgyat úgy világítja meg, hogy csak azok a sugarak jutnak a szemlélő szemébe, amelyek a tárgy részecskéin szóródnak, és ezáltal megváltoztatják terjedésük irányát. A háttéren szóródás nélkül áthaladó sugarak nem jutnak be a szembe. Ezért a tárgy részecskéi fényesen világítanak, és fényesen kiemelkednek a sötét háttér előtt (sötét mező). A tárgy részecskéi jól láthatóak, még akkor is, ha méreteik kisebbek a megengedett távolságnál.

Darkfield A mikroszkóp a lehető legnagyobb képkontrasztot biztosítja, de tisztasága és hasznos nagyítása észrevehetően alacsonyabb, mint a hagyományos mikroszkópnál. A sötétmezős mikroszkópiát sikeresen alkalmazták spirocheták, leptospirák és más gyengén festő mikroorganizmusok tanulmányozására. Szövettani készítménnyel végzett munka során nem alkalmazható.

A sötéttér-mikroszkópia technikailag független változata ultramikroszkópia, melyben a vizsgált legkisebb részecskéket erőteljes oldalsó fénysugár világítja meg, és fekete háttéren pontokként láthatók. Az ultramikroszkópia lehetővé teszi a részecskék megszámlálását, méretük és egyéb tulajdonságaik értékelését. Kolloid oldatok, aeroszolok, szuszpenziók tanulmányozására használják.

Az utóbbi években egyre ritkábban alkalmazzák a sötétterű mikroszkópiát, hiszen két új, lényegesen jobb karakterisztikával rendelkező kontraszteszköz jelent meg - a fáziskontraszt (2. ábra, a és b) és az amplitúdó-kontraszt mikroszkóp. Technikailag hasonlóak, de az objektumban a fénysugár különböző variációit használják. A minta hátterén áthaladó nyaláb ideális esetben nem változik. A lencse pontosan meghatározott területein halad át. A tárgyon áthaladó sugár diffrakciónak van kitéve, azaz csökkenő intenzitású nyalábokra bomlik, amelyek különböző szögekben hagyják el a tárgyat. A sugár egyéb tulajdonságai (amplitúdója, hullámhossza, fázisa) az objektum jellemzőitől függően különböző mértékben változnak.

Rizs. 2. ábra MBI-3 mikroszkóp (a) KF-1 fáziskontraszt eszközzel (b): 1 - a forgó rendszer kondenzátora; d - egy sor lencse és gyűrű alakú membrán; 3 - segédmikroszkóp.

Szinte minden élő mikroszkopikus tárgy alig észrevehetőnek, átlátszónak tűnik egy közönséges mikroszkópban, mert szinte nem változtatja meg sem a rajtuk áthaladó sugár amplitúdóját, sem színét.

Csak a hullám fázisát változtatják meg, de ezt a változást sem a szem, sem a fényképező lemez nem érzékeli. A tárgy által elhajlított és az általa fázisban eltolt sugárnyaláb áthalad a lencse azon részein, ahol a közvetlen, nem szórt háttérsugarak nem tudnak áthaladni. Gyakorlatilag könnyű meghatározni, hogy ezek a sugarak pontosan hol fognak áthaladni. Ha ezt a területet a fázist, intenzitást, színt, vagy mindhárom tulajdonságot együttesen megváltoztatni képes objektív valamelyik lencséjével fedjük le, akkor a háttérkép megváltoztatja a fázisát, csökken a fényereje, ill. a szín megváltozik. A tárgyon áthaladó és az általa eltérített (elhajló) sugarak megkerülik a lencsébe helyezett lemezt, és ezért nem nyerik el azokat a tulajdonságokat, amelyeket a háttérsugarak a lemezen való áthaladás után szereztek. Ennek eredményeként megnő a különbség a háttér és az objektum sugarai között. Ha a háttér és a tárgy sugarai közötti fáziskülönbség eléri a hullámhossz 1/4-ét, akkor a végső képen észrevehető kontraszt van a szem és a fényképezőlap számára: sötét tárgy világos háttéren, vagy fordítva, a lemez szerkezetétől függően, amelyet ebben az esetben "fázisnak" nevezünk. Ha a lemez elsősorban a háttér fényerejét és színét változtatja meg, akkor egy ilyen mikroszkópot amplitúdó-kontraszt mikroszkópnak kell nevezni (a rövidebb, bár nem egészen helyes elnevezés az „anoptrál” elterjedtebbé vált). Így a fáziskontraszt és az amplitúdókontraszt mikroszkóp közötti különbséget az objektívben lévő lemez tulajdonságai határozzák meg, ami megváltoztatja a nem szórt háttérsugarak tulajdonságait. Az ezekkel a mikroszkópokkal készített képek sokkal világosabbak és részletgazdagabbak (3. és 4. ábra), mint a sötétmezős képek.

Rizs. 3. A Caryophanon latum Peshkoff többsejtű baktérium tenyésztése. Amplitúdó-kontraszt mikroszkóp.
Rizs. 4. Önök mikrokolóniái. fággal fertőzött megatherium. Amplitúdó-kontraszt mikroszkóp.

A fázis- és amplitúdó-kontraszt mikroszkópok megjelenésével a vitális mikroszkópia kiváló technikai és módszertani alapot kapott, melynek lehetőségei a fényoptika határához közelítenek. Ezek az eszközök nem igénylik a tárgy rögzítését vagy színezését. A modern életmikroszkópia nagymértékben bővítette ismereteinket az élő mikroobjektumok viselkedéséről és dinamikájáról természetes és laboratóriumi élőhelyi és kísérleti körülmények között. A kutatási folyamatok számára elérhetővé tett gyorsított (gyors) és lassú (time-lapse) mikrofilmezés, amelynek áramlási sebessége túl nagy vagy túl kicsi a vizuális megfigyeléshez.

A kereskedelemben kapható fáziskontraszt és amplitúdókontraszt (anoptrális) eszközök olcsók, és könnyen felszerelhetők a kereskedelmi forgalomban kapható mikroszkópokra; használatuk nem nehéz. Ezek az eszközök kétségtelenül új alkalmazási területeket fognak találni mind a tudományos kutatásban, mind az orvosi gyakorlatban.

ultraibolya mikroszkóp egyes anyagok azon képességén alapul, hogy szelektíven elnyelik az ultraibolya sugarakat egy bizonyos hullámhosszon. Ez lehetővé teszi az anyagok élő sejtekben vagy rögzített készítményekben való eloszlásának vizuális bemutatását és tanulmányozását, beleértve a mennyiségi vizsgálatot is. Így például a fehérjék és a nukleinsavak egyformán átlátszóak a látható fény számára; egy festetlen sejtet látható fényben nézve lehetetlen meghatározni, hol található a fehérje vagy a nukleinsav. De a nukleinsav egy bizonyos hosszúságú ultraibolya sugarakat sokkal erősebben nyeli el, mint a fehérje. Ezért ultraibolya mikroszkópban a nukleinsavat tartalmazó terület sokkal sötétebbnek tűnik. Mivel az ultraibolya sugarakat a szem közvetlenül nem érzékeli, speciális fényátalakítókat kell használni. Az ultraibolya mikroszkópia technikailag sokkal bonyolultabb, mint a hagyományos fénymikroszkóp, berendezése drágább, a technika vékonyabb. Ennek ellenére alkalmazása indokolt, hiszen az élő sejt kémiai összetételének gyors topográfiai leírásának tudományos jelentősége igen nagy.

A lumineszcens mikroszkópia sokkal elérhetőbb és ígéretesebb (lásd), amelyet ma már széles körben alkalmaznak kutatási és klinikai diagnosztikai laboratóriumokban. Ezzel egyidejűleg egy élő tárgyat speciális festékekkel kezelnek, amelyek kék, ibolya vagy ultraibolya fénnyel megvilágítva világítani kezdenek, és hosszabb hullámhosszakat (zöld, sárga) bocsátanak ki. A gerjesztett másodlagos izzás színe a tárgy és a bevitt festék kémiai tulajdonságaitól függ.

Polarizációs mikroszkóp alapja a fényhullám oszcillációs síkjának változása a kristályokon való áthaladás után. A gyakorlati gyógyászatban nem használják.

A modern mikroszkópiához különféle segédberendezések használatára van szükség. A fűtőasztalok és termosztátok lehetővé teszik egy tárgy adott hőmérsékleten történő hosszú távú karbantartását és megfigyelését. Mikrobák vagy szövettenyészetek hosszú távú tenyésztéséhez különféle mikrokamerákat használnak az erős lencse látóterében. Az okuláris és objektív mikrométerek lehetővé teszik a mikroobjektumok pontos mérését. Az ipar mikromanipulátorokat gyárt (lásd) a mikroobjektumokon végzett műveletekhez. A sztereoszkópikus kép eléréséhez akár 100-szoros nagyítással binokuláris nagyítók (lásd) és sztereomikroszkópok (5. ábra) szolgálnak. Széles körben gyártanak és alkalmaznak mikrofotózáshoz és mikrofilmezéshez szükséges berendezéseket (6. ábra). Lásd még: Mikroszkópos technika.

Rizs. 5. Sztereoszkópos mikroszkóp MBS-1.

Rizs. 6. Mikrofilm telepítés MKU-1.

Mikroszkópos kutatási módszerek- különböző tárgyak mikroszkópos tanulmányozásának módjai. A biológiában és az orvostudományban ezek a módszerek lehetővé teszik olyan mikroszkopikus objektumok szerkezetének tanulmányozását, amelyek mérete meghaladja az emberi szem felbontását. Az alapja a M.m.i. fény- és elektronmikroszkópia. A gyakorlati és tudományos tevékenység során a különböző szakterületek orvosai - virológusok, mikrobiológusok, citológusok, morfológusok, hematológusok stb., a hagyományos fénymikroszkópia mellett fáziskontraszt, interferencia, lumineszcens, polarizációs, sztereoszkópos, ultraibolya, infravörös mikroszkópiát alkalmaznak. Ezek a módszerek a fény különféle tulajdonságain alapulnak. Az elektronmikroszkópiában a vizsgált tárgyak képe az elektronok irányított áramlása miatt keletkezik.

Fénymikroszkópos és egyéb M.m.i. a felbontás mellett meghatározó érték mikroszkóp rendelkezik a fénysugár természetével és irányával, valamint a vizsgált tárgy jellemzőivel, amely lehet átlátszó és átlátszatlan. Az objektum tulajdonságaitól függően a fény fizikai tulajdonságai megváltoznak - színe és fényereje a hullámhosszhoz és az amplitúdóhoz, a fázishoz, a hullámterjedés síkjához és irányához kapcsolódóan. Különféle M.m.i.-k épülnek a fény ezen tulajdonságainak felhasználására. Fénymikroszkópiához a biológiai tárgyakat általában megfestik, hogy felfedjék egyik vagy másik tulajdonságukat ( rizs. egy ). Ilyenkor a szöveteket rögzíteni kell, mert. a festés csak az elölt sejtek bizonyos struktúráit tárja fel. Élő sejtben a festék a citoplazmában vakuólum formájában izolálódik, és nem festi meg a szerkezetét. Élő biológiai objektumok azonban fénymikroszkópban is vizsgálhatók a vitális mikroszkópos módszerrel. Ebben az esetben egy sötét mezős kondenzátort használnak, amely a mikroszkópba van beépítve.

mint keresztirányban pozitív kettős törés lép fel, fordított összefüggésekkel - negatív kettős törés. Sok biológiai objektum szigorú molekuláris orientációjú, anizotróp és pozitív kettős fénytörést mutat. Ilyen tulajdonságokkal rendelkeznek a myofibrillumok, a csillós hám csillói, a neurofibrillumok, a kollagénrostok stb. rizs. 2 ). A polarizáló mikroszkópia az egyik szövettani kutatási módszerek, út mikrobiológiai diagnosztika, -ben talál alkalmazást citológiai vizsgálatok Ebben az esetben polarizált fényben festett és festetlen és fixálatlan, úgynevezett natív szöveti metszet preparátumok is vizsgálhatók.

A fluoreszcens mikroszkópot széles körben használják. Egyes anyagok azon tulajdonságán alapul, hogy lumineszcenciát adnak - lumineszcenciát UV-sugárzásban vagy a spektrum kék-ibolya részében. Számos biológiai anyag, például egyszerű fehérjék, koenzimek, egyes vitaminok és gyógyszerek saját (elsődleges) lumineszcenciával rendelkeznek. Más anyagok csak akkor kezdenek világítani, ha speciális színezékeket - fluorokrómokat (másodlagos lumineszcencia) adnak hozzájuk. A fluorokrómok diffúz módon eloszlanak egy sejtben, vagy szelektíven megfesthetik az egyes sejtszerkezeteket vagy egy biológiai objektum bizonyos kémiai vegyületeit. Ez az alapja a lumineszcens mikroszkópia használatának citológiai és hisztokémiai vizsgálatokban (lásd. Hisztokémiai kutatási módszerek ). Fluoreszcens mikroszkópban végzett immunfluoreszcencia segítségével kimutatják a vírusantigéneket és sejtkoncentrációjukat, azonosítják a vírusokat, meghatározzák az antigéneket és antitesteket, hormonokat, különféle anyagcseretermékeket stb. ( rizs. 3 ). Ebben a vonatkozásban a lumineszcens mikroszkópiát olyan fertőzések laboratóriumi diagnosztizálására használják, mint például vírusos stb., légúti vírusfertőzések gyors diagnosztizálására, a betegek orrnyálkahártyájának lenyomatainak vizsgálatára, valamint különféle fertőzések differenciáldiagnosztikájára. A patomorfológiában fluoreszcens mikroszkóppal a rosszindulatú daganatok felismerése szövettani és citológiai preparátumokban történik,

meghatározza a szívizom ischaemiás területeit a miokardiális infarktus korai szakaszában, kimutatja az amiloidot szöveti biopsziás mintákban stb.

Az infravörös mikroszkópia lehetővé teszi a látható fénynek és az UV-sugárzásnak átlátszatlan tárgyak tanulmányozását azáltal, hogy szerkezetükkel 750-1200 hullámhosszúságú fényt nyelnek el. nm. Az infravörös mikroszkópiához nincs szükség a minták előzetes kémiai kezelésére. Ez a fajta M.m.i. leggyakrabban a zoológiában, az antropológiában és a biológia más ágaiban használják. Az orvostudományban az infravörös mikroszkópiát elsősorban a neuromorfológiában és a szemészetben használják.

szakaszok