Устройство световых микроскопов и техника микроскопирования. особенности строения

Лабораторная работа № 1

Наименование практических работ, методика последовательности их выполнения

Матрица компетенций

Таблица 3 – Матрица формирования компетенций

№ п/п	Наименование темы	Компетенции, формируемые на занятиях
ПК-7	ПК-10	ПК-12	ПК-13	ПК-31
	Устройство микроскопа. Техника микроскопирования. Морфология бактерий				*	*
	Морфологические свойства плесневых грибов. Морфология дрожжей и приготовление препарата ” Раздавленная капля”	*			*	*
	Культуральные свойства микроорганизмов.	*	*	*
	Методы подавления жизнедеятельности микроорганизмов, вызывающих порчу пищевых продуктов	*	*	*	*
	Микрофлора мяса и мясных продуктов	*			*	*
	Микрофлора плодов и овощей. Виды микробной порчи плодов и овощей, характеристика возбудителей	*		*		*
	Микрофлора зерна, муки, крупы, хлебобулочных изделий. Различные виды порчи хлебобулочных изделий.	*		*		*
	Микрофлора жиров и масел	*		*

Профессиональные компетенции:

Уметь использовать технические средства для измерения основных параметров технологических процессов, свойств сырья, полуфабрикатов и качество готовой продукции, организовать и осуществлять технологический процесс производства продукции питания (ПК-7);

Устанавливать и определять приоритеты в сфере производства продукции питания, готовность обосновывать принятие конкретного технического решения при разработке новых технологических процессов производства продукции питания, выбирать технические средства и технологии с учетом экологических последствий их применения (ПК-10);

Организовывать документооборот по производству на предприятии питания, способностью использовать нормативную, техническую и технологическую документацию в условиях производства продукции питания (ПК-12);

Анализировать и оценивать результативность системы контроля деятельности производства; осуществлять поиск, выбор и использование новой информации в области развития индустрии питания и гостеприимства (ПК-13);

Способностью изучать и анализировать научно-техническую информацию, отечественный и зарубежный опыт по производству продуктов питания (ПК-31).

Цель занятия : Изучить устройство биологического микроскопа, освоить современные методы микроскопирования, изучить морфологические свойства бактерий.

Формирование:

Знания : морфология бактерий, этапы приготовления окрашенных припаратов, простые и сложные методы окраски, окраска по Граму.

Умения : просмотреть демонстрационные препараты, представляющие основные формы бактерий.

Владения : владение современными методами микроскопирования, приготовление фиксированных окрашенных препаратов.

Самостоятельная подготовка к занятию : изучить тему практической работы по литературным источникам и подготовить ответы на следующие вопросы.

1. общие закономерности в структуре клетки микроорганизмов, жизнедеятельности и условия их развития?

2. особенности химического состава микроорганизмов?

3. метаболизм микробной клетки?

Исследуемые материалы: красители, питательные среды.

Оборудование: микроскоп, посуда

Ход работы: Для изучения морфологических признаков разных групп микроорганизмов в производственных лабораторных исследованиях пользуются оптическим микроскопом. Современными моделями биологического микроскопа являются микроскопы серии «Биолам».

Микроскопирование является обязательным приемом при повседневном санитарно-бактериологическом контроле на предприятиях, связанных с производством и хранением пищевых продуктов, а также веществ и препаратов микробиологического синтеза (ферментов, витаминов и др.). Микроскопированием определяют чистоту культур промышленных микроорганизмов, изменения их количественного и качественного (группового или видового) состава по ходу процесса производства.

При помощи микроскопирования выявляют постороннюю микрофлору в сырье, полуфабрикатах, готовой продукции, на технологическом оборудовании, мешающую нормальному ходу процесса производства. Выявление нежелательной микрофлоры является сигналом для своевременной санитарной обработки оборудования и других объектов, связанных с производством продуктов питания и продуктов микробного синтеза. Учитывая, что микроскоп служит важнейшим орудием контроля в пищевой промышленности – знакомство с устройством оптического микроскопа и техникой микроскопирования является одним из основных практических навыков, которым должны овладеть бакалавры в курсе лабораторных занятий по микробиологии. Первые научные описания микроорганизмов принадлежат голландскому исследователю Антонию Левенгуку (1632-1727). Он применил для исследования простой микроскоп, представлявший собой лупу, которая давала увеличение до 300 раз.

Английский физик и изобретатель Роберт Гук сконструировал в 1660 г. микроскоп, состоявший из двух линз: объективной и окулярной. В XVII в. русский академик Л. Эйлер разработал теоретические основы расчетов ахроматических объективов, свободных от хроматической и сферической аберраций, и в 1774 г. был изготовлен такой микроскоп. В 1827 году итальянский ученый Дон Амичи применил иммерсионный объектив. Работы немецкого физика Э. Аббе (1872) послужили основой для дальнейшего усовершенствования объективов и осветительных систем.

Таким образом, современный оптический микроскоп был сконструирован только в конце XIX века.

Устройство оптического микроскопа МБИ-1 (рис.1)

Биологический микроскоп (от греческих слов micros - малый, scopeo-смотрю) состоит из трех основных частей: механической, осветительной и оптической.

Механическая часть микроскопа включает штатив, тубус, револьвер, винты с зубчаткой для передвижения тубуса и осветительного аппарата и предметный столик.

Штатив состоит из 2-х частей - нижней ножки или подставки, дающей микроскопу устойчивость, и верхней - тубусодержателя, имеющей форму ручки, за которую держат микроскоп при переносе.

Тубус – зрительная труба микроскопа. Для удобства работы биологический микроскоп МБИ-1 имеет наклонное положение тубуса, что достигается при помощи призмы, которая находится между объективом и окуляром. Наклонный тубус позволяет проводить исследования сидя, причем предметный столик микроскопа всегда расположен горизонтально, что особенно удобно при рассматривании жидких препаратов и при работе с иммерсией.

В верхнюю часть тубуса вставляют сменные окуляры. К нижней части тубуса привинчен так называемый револьверный механизм.

Револьвер состоит из 2-х выпуклых пластинок: верхняя из них наглухо привинчена к тубусу, а нижняя может вращаться вокруг своей оси. Нижняя пластинка имеет гнезда (3 или 4), в которые ввинчиваются объективы.

При вращении этой пластинки любой из объективов может быть подведен под тубус; маленькая пружинка, защелкиваясь в свой паз, удерживает объектив в этом положении.

При установлении объектива на фокус тубус перемещается вдоль оптической оси микроскопа с помощью двух винтов.

Один из них – кремальер а или макрометрический винт служит для грубой наводки. При малом увеличении микроскопа пользуются только макрометрическим винтом. Другой винт дает очень небольшие перемещения тубуса и называется микрометрическим. Этот винт служит для точной установки объектива на фокус при использовании большого увеличения (объективы 40х и 90х). Полный поворот микрометрического винта перемещает тубус лишь на 0,1 мм, а так как барабан винта разделен на 50 делений, то поворот на одно деление перемещает тубус на 0,002 мм или 2 мкм/1 микрометр – 1/1000 мм/.

Рис. 1. Микроскоп:

1-объектив, 2- окуляр, 3- осветительное устройство, 4- тубус,

5- предметный столик, 6- макрометрический винт, 7- микрометрический винт

При вращении винтов по часовой стрелке тубус микроскопа опускается, а при вращении против часовой стрелки – поднимается вверх.

Микрометрический винт является одной из наиболее хрупких частей микроскопа, поэтому обращаться с ним нужно чрезвычайно осторожно.

Предметный столик микроскопа имеет круглую форму, прикреплен к штативу. В центре его имеется отверстие для прохождения лучей света, освещающих препарат при исследовании. На столике имеются 2 металлических зажима (клеммы), которые служат для закрепления препарата при микроскопировании. Столик перемещается в двух взаимно перпендикулярных направлениях при помощи 2-х винтов, находящихся справа и слева, что позволяет рассматривать препарат последовательно в разных местах.

Осветительная часть микроскопа представлена конденсором Аббе, который состоит из нескольких линз, закрепленных в оправу и передвигающееся вверх и вниз при помощи винта. С помощью конденсора лучи, отраженные от источника света (зеркало или светильник) направляются через систему линз в объектив микроскопа и освещают исследуемый препарат.

При поднятии и опускании конденсора изменяется угол преломления лучей, вследствие чего изменяется степень освещенности препарата. Чем ниже положение конденсора, тем меньше освещение препарата и наоборот. При работе с иммерсионными объективами (90х) конденсор обычно поднимают до уровня предметного стекла, при работе с малыми и средними объективами конденсор несколько опускают.

На нижней поверхности конденсора укреплена ирис-диафрагма. Она состоит из нескольких металлических пластинок, произвольно сдвигаемых при помощи рычажка. Диафрагмой регулируют количество лучей, посылаемых на объект.

При малом увеличении (объектив 8х) диафрагму конденсора почти закрывают, пока не получится четкое изображение предмета.

Диафрагму суживают при ярком освещении.

Оптическая часть микроскопа состоит из объективов и окуляров.

Объективы являются наиболее важной и ценной частью микроскопа. Каждый объектив представляет сложную систему специально отшлифованных линз, помещенных в цилиндрическую оправу. На верхнем конце оправы имеется нарезка, при помощи которой объективы привинчиваются к револьверу.

Передняя линза, обращенная к предмету, называется фронтальной. Именно ею производится увеличение. Увеличительная способность объектива зависит от кривизны линзы. Чем больше кривизна фронтальной линзы, тем большее увеличение дает объектив. Биологические микроскопы МБИ-1 обычно снабжены тремя объективами с собственным увеличением 8х (восьмикратным), 40х (сорокакратным) и 90х (девяностократным), которые указываются на оправе объективов.

Другие линзы, следующие за фронтальной линзой объектива, называются коррекционными . Они служат для устранения оптических недостатков изображения.

Объективы 8х и 40х являются сухими системами, так как при работе с ними между препаратом и фронтальной линзой объектива находится воздух. Объектив 90-х называется иммерсионным так как при работе с ним между объективом и предметным стеклом наносят каплю иммерсионного масла.

Когда предмет рассматривается сухими системами, то световые лучи, идущие в объектив, проходят через неоднородные среды, различающиеся показателем преломления. Так, показатель преломления стекла п = 1,52, воздуха п = 1. Поэтому световые лучи, попадая из среды более плотной (стекла) в менее плотную (воздух) сильно отклоняются от вертикальной оси и не все попадают в объектив микроскопа, особенно при малых размерах линз. При пользовании иммерсионным объективом световые лучи проходят через однородную среду, т.к. показатель преломления иммерсионного (кедрового) масла п = 1,515. Поэтому в иммерсионной системе лучи проходят не преломляясь, не рассеиваясь и не изменяя своего направления, попадают в объектив. Ход лучей в сухой иммерсионной системе представлен на рис. 2.

Окуляры вставляются в верхний конец зрительной трубки (тубуса).

Каждый окуляр состоит из 2-х плосковыпуклых линз, заключенных в общую трубку. Линзы обращены выпуклой стороной к объективу и удалены друг от друга на расстояние, равное полусумме их фокусных расстояний. Верхняя линза называется глазной, нижняя - собирательной. Увеличение окуляра указывается на самом окуляре: 7х, 10х, 15х в микроскопе МБИ-1. Чем больше собственное увеличение окуляра, тем меньше фокусное расстояние его линз, тем он короче.

Окуляр увеличивает изображение, даваемое объективом, не прибавляя новых деталей структуры рассматриваемого предмета.

Для того чтобы определить общее увеличение микроскопа, нужно увеличение объектива умножить на увеличение окуляра. Так, например, если имеем окуляр 15х, а объектив - 40х, то рассматриваемые объекты будут увеличены в 600 раз (15х40).

А,Б – иммерсия

В,Г - сухая система

При микроскопировании имеет значение не только собственное увеличение микроскопа, но и его разрешающая способность,т.е. наименьшая видимая структура в микроскоп. Разрешающая способность зависит только от объектива, т.к. окуляр увеличивает лишь изображение даваемое объективом. Пределом видимости оптического микроскопа являются объекты не менее 0,2 мкм. В виду того, что многие бактерии имеют размеры клеток порядка 1-2 мкм, то детали строения их клеток лежат на границе разрешающей способности микроскопа.

Последняя четверть XIX столетия ознаменовалась углублением исследований строения тканей и клеток, что сделалось возможным вследствие успехов, достигнутых в усовершенствовании микроскопа и особенно в разработке тех приемов микроскопического исследования, какими мы пользуемся и в настоящее время.

Высокие и неуклюжие, на наш взгляд, микроскопы первой половины XIX в. во второй его половине принимают более практичные формы. Укорачивается тубус, устанавливается стандартная высота предметного столика. Штатив становится более массивным и устойчивым, ножка его, которой ранее придавалась круглая форма или вид треножника, теперь устраивается чаще всего в виде подковы, что дает лучшую устойчивость. Отверстие предметного столика снабжается диафрагмами в виде сменяющихся цилиндров или круга с отверстиями разного диаметра, вращающегося под предметным столиком. Все микроскопы снабжаются микрометрическим винтом, а большие штативы, кроме того, кремальерой.

Окуляры начинают изготовлять более светосильными, причем обращается внимание на выпрямление поля зрения. Особенные улучшения были достигнуты в конструкции объективов. Уже в первой половине XIX в. некоторые фирмы изготовляли объективы, дававшие с сильными окулярами увеличение более чем в 1000 раз. Но практическое применение таких сильных систем было ограничено тем, что поле зрения становилось темным, так как при малом фокусном расстоянии значительное количество лучей, преломляясь в воздухе, отклонялось и не попадало в объектив. Коренное улучшение было достигнуто введением иммерсионных объективов.

Принцип иммерсии, т. е. погружения объектива в жидкую среду, помещенную между объектом и фронтальной линзой, предложил в 1850 г. Дж. Амичи. Вначале он употреблял для иммерсии растительное масло, но отличия в показателе преломления заставили заменить масло водой. Хотя вода также отличалась по показателю преломления от стекла, все же водная иммерсия была известным достижением и для некоторых специальных целей употребляется и в наше время.

Во второй половине прошлого века появилось большое число оптических фирм, изготовлявших микроскопы. Кроме уже ранее получившей известность фирмы Шевалье, продолжает работу оптический институт Оберхейсера; из Франции он был переведен в Германию и в Потсдаме продолжал деятельность под фирмой Гартнака (Hartnack). В 1859 г. эта фирма внесла в конструкцию иммерсионных объективов некоторые улучшения, и в 60-х и 70-х годах микроскопы Гартнака считались одними из лучших. Продолжала деятельность фирма Шик в Берлине. Бывший институт Фраунгофера под фирмой Мерц (G. und С. Merz) изготовлял большие штативы с многими объективами и механическими приспособлениями. В 1849 г было организовано производство микроскопов в Ветцларе (Германия), позже получившее широкую известность под фирмой Лейтца (Ernst Leitz).

Прогресс в конструкции микроскопов во второй половине XIX в. неразрывно связан с немецкой оптической фирмой Цейсса, обязанной своими успехами выдающемуся физику Аббе.

В 1846 г. оптик Карл Цейсс (Cazl Zeiss, 1816-1888) основывает в Иене мастерскую, которую талант и выдающиеся способности Аббе превратили в оптический институт мирового значения. Личность Аббе представляет, помимо его научных заслуг, большой интерес. Сын ткацкого мастера в Эйзенахе, в детстве видевший нужду в семье, Эрнст Аббе (Ernst Abbe, 1840- 1905) уже мальчиком обнаружил исключительные способности, обратившие на него внимание учителей, настоявших на его дальнейшем образовании. По окончании университета Аббе занимает кафедру теоретической физики в Иене (1870), а позже становится директором Иенской обсерватории (1877-1890). По предложению Цейсса, состоявшего университетским механиком, Аббе принимает участие в работах организованных Цейссом оптических мастерских, становится совладельцем, а до смерти Цейсса владельцем фирмы. Однако Аббе отказался от прав владельца предприятия и, сохранив за собой руководство, передал доходы от предприятия в пользу рабочих и служащих Аббе разрабатывает математически теорию микроскопа, доведя до предела оптические возможности светового микроскопа. По его инициативе и под его руководством при заводе организован научный оптический институт, где разрабатывается система измерений, дающих научный критерий для оценки качеств микроскопа. Создаются новые сорта стекла (по инициативе Аббе создано известное производство «иенского стекла» Шотта); производство микроскопов становится на подлинно научное основание. Н. А. Умов (1846-1915), выдающийся русский физик, в проникновенной статье, посвященной памяти Аббе, писал: «Аббе заменил работу ощупью и наугад точным теоретическим вычислением наиболее выгодных форм оптических стекол, их кривизны и взаимных расстояний в связи с физическими свойствами стекол, из которых они должны быть изготовлены. Через несколько лет упорного труда микроскопы Цейсса, построенные по указаниям Аббе, превзошли по своим качествам все до того времени известные» (Н. А. Умов, 1905).

Первым крупным достижением оптического института Цейсса явилось изготовление масляного иммерсионного объектива, так называемой гомогенной иммерсии, основанной на применении кедрового масла. Этот объектив был рассчитан на применение в качестве иммерсионной среды кедрового масла и имел неоспоримое преимущество перед водной иммерсией Амичи. Масляный иммерсионный объектив был изготовлен впервые в 1878 г. по указанию Стефенсона (Stephenson) в Лондоне и под руководством Аббе. Это было крупнейшим достижением в технике микроскопии. Исследователь получил сильный объектив, который давал возможность применять большие увеличения, не ослабляя освещенности поля зрения. Масляная гомогенная иммерсия быстро завоевала признание и обусловила успехи цитологии в последней четверти прошлого века.

Применение масляной иммерсии требовало реконструкции системы освещения объекта. Еще в 1873 г. Аббе конструирует особый осветительный аппарат, позволяющий использовать все достоинства нового объектива. Этот «осветительный аппарат по Аббе» становится обязательной частью всякого исследовательского микроскопа.

По вычислениям Аббе фирма Цейсс выпустила в 1886 г. новые объективы-апохроматы, где коррекция сферической и хроматической аберрации доведена до предела. В комбинации с особыми компенсационными окулярами апохроматы явились последним словом оптической техники светового микроскопа. Как показали исследования Аббе, изготовлением апохроматов с высокой апертурой достигнут предел разрешающей способности линз микроскопа, поставленный длиной светового луча (в нашем веке этот предел возможностей микроскопического исследования преодолен изобретением электронного микроскопа). Аббе сконструировал также рисовальный аппарат, позволяющий производить точную зарисовку микроскопических объектов.

Достижения Аббе были использованы другими фирмами, получившими известность во вторую половину прошлого столетия. В Ветцларе в 1873 г. открыла производство фирма Зейберт (Seibert); ее микроскопы славились в конце прошлого столетия. Около 1872 г. в Гёттингене открывается оптический институт Винкеля (Winkel), изготовлявший превосходные инструменты и выпустивший флюоритные системы, более дешевые, чем апохроматы, но сохраняющие ряд свойственных им преимуществ. Нет надобности упоминать множество других оптических производств этого периода. Отметим только сыгравшую значительную роль в распространении микроскопа французскую фирму Нашэ (Nachet), микроскопы которой имели в прошлом веке значительное распространение, и австрийскую фирму Рейхерт (С. Reichert) в Вене, основанную в 1876 г., микроскопы которой при хорошем качестве подкупали относительной дешевизной. Несколько своеобразно развивалось производство микроскопов в Англии, где долгое время были распространены громоздкие штативы на треножниках, мало похожие на установившуюся на континенте форму микроскопа.

Обращено было внимание также и на конструкцию штатива микроскопа. Во второй половине прошлого столетия существенную лепту в этом отношении вложил А. И. Бабухин (1835-1891), крупный русский гистолог, основатель московской гистологической школы и одной из первых микробиологических лабораторий, в ходу был даже термин «бабухинский штатив». Прямая колонка микроскопов, характерная для конца прошлого столетия, в нашем столетии приобрела форму изогнутой ручки. Особенно резкие изменения приобрел штатив в последние десятилетия: тубус принял изогнутую форму, винты перенесены под предметный столик; в ряде моделей микроскоп монтируется вместе с лампой, микрофотографическим аппаратом и т. д.

Выдвинутое Брюкке предположение о сложности строения «элементарного организма» - клетки носило априорный характер; фактических данных для такого предположения тогда еще не было. Чтобы клетка в понимании биолога перестала быть простым комочком протоплазмы, нужны были более совершенные методы исследования, чем те способы микроскопического изучения тканей, какие применялись в первой половине прошлого столетия. Но постановка проблемы есть путь к ее решению. Потребность проникновения в тонкое строение клетки побуждала к поискам новых методов микроскопического исследования. Вся последняя четверть прошлого века проходит под знаком усовершенствования микроскопической техники, причем это касается как микроскопа и ряда вспомогательных приборов, так и методики подготовки объектов для изучения.

История микроскопической техники остается пока ненаписанной главой науки. В литературе встречаются лишь случайные и порой неточные справки, касающиеся отдельных деталей. Поэтому написание этой главы книги представило значительные трудности, и она содержит многочисленные пробелы.

Микроскоп, как бы он ни был усовершенствован, не дал бы возможности проникнуть в тонкие гистологические структуры, если бы параллельно с совершенствованием микроскопа не развивалась техника обработки материала, техника изготовления «микроскопического препарата». Микроскописты первой половины XIX в. изучали ткани либо в свежем состоянии, либо в состоянии начального посмертного изменения. Методы подготовки материала ограничивались расщипыванием или раздавливанием тканей и применением таких реактивов, как уксусная кислота, щелочи, йод и редко спирт. Постоянных препаратов в тот период не изготовляли, и это, конечно, очень затрудняло исследование.

Уже во второй четверти прошлого столетия начинаются поиски консервирующих жидкостей, в которых ткани можно было бы сохранить на препарате в течение продолжительного времени. Главным ингредиентом в таких жидкостях была сулема, применявшаяся в большом разведении. В 1839 г. Гудбай (Goodbay) предложил «универсальную консервирующую жидкость» для изготовления постоянных препаратов, содержавшую сулему, поваренную соль и квасцы. Поэтому образцу ряд других микроскопистов пытались создать варианты консервирующих сред для заключения объекта. Но консервирующее действие таких сред было плохим, и их нельзя ставить на один уровень с современными фиксаторами. Положительное их значение заключалось в том, что они выявили преимущество изучения тканей не в воздухе, а в жидкой среде, и поэтому, начиная с сороковых годов, делаются попытки найти удобные среды для заключения объекта. С другой стороны, эти жидкости имели и отрицательное значение. В то время как раньше изучались преимущественно свежие объекты, появление консервирующих жидкостей повело к тому, что исследователь, подвергнув ткань расщипыванию или раздавливанию, заключал ее в консервирующую среду и полагал, что он изготовил «постоянный препарат». В действительности же в этой жидкости ткани подвергались таким изменениям, что строение не сохранялось, и изучались искаженные остатки структуры.

Только в шестидесятых годах начали применяться более рациональные методы заключения объекта в жидкие среды. Удовлетворительным методом явилось заключение в глицерин, которое начали впервые применять в Англии. Наряду с глицерином применялись различные смеси: глицерин с желатиной, глицерин с гуммиарабиком. Эти среды давали несомненное преимущество перед водой и в шестидесятых годах имели широкое применение.

Канадский бальзам (обычная среда для заключения объекта в современной микротехнике) пробовали применять давно. Еще в 1832 г. его пытался использовать Бон (Bond), а в 1835 г, - Причард (J. С. Pritchard, 1786-1848). Но первые попытки применения канадского бальзама давали плохие результаты, так как объекты предварительно подвергались просушиванию. Впервые в 1851 г. английский невролог Кларк (Jacob A. L. Clarke, 1817-1880), изготовляя препараты мозга, попытался обойти высушивание и использовал обезвоживание препарата спиртом, а затем просветление его в скипидаре. Тем не менее еще в 1868 г. английский микроскопист Бил (L. S. В. Beal, 1828- 1906) в руководстве микротехники указывает, что при применении канадского бальзама объект должен быть высушен при высокой температуре. Метод Кларка также не давал хороших результатов, так как обезвоживание было недостаточным. В 1865 г. немецкий патологоанатом Риндфлейш (Rindfleisch, 1836-1908) предложил применять гвоздичное масло, а в 1863 г. русский гистолог К. З. Кучин (1834-1895), а позже дерптский анатом Л. X. Штида (1837-1918) применили креозот. Штида также ввел в употребление бергамотное масло. При плохом обезвоживании эти средства давали вначале недостаточные результаты (лучше других был креозот, допускающий меньшее обезвоживание). Только в семидесятых годах, когда научились производить достаточное обезвоживание объекта, канадский бальзам получает преимущество перед другими средами и находит широкое применение.

Однако основным недостатком старой техники изготовления постоянных препаратов было отсутствие фиксации. Методы фиксации возникли на основе методики уплотнения тканей. Для изготовления срезов из мягких тканей исследователи искали средства их уплотнения. Одним из первых уплотняющие жидкости начал применять Пуркине. В 40-50-х годах уплотнение тканей для изготовления разрезов становится общепринятым.

В 1840 г. датский анатом и патолог Ганновер (Adolph Н. Hannover, 1814-1894) помещает в «Мюллеровском архиве» статью о «хромовой кислоте, превосходном средстве для микроскопических исследований», и с этого времени хромовая кислота является одним из употребительнейших реактивов для уплотнения, а в дальнейшем - и фиксации животных тканей. Позже для этой цели начинает применяться двухромокислый калий. В поисках лучших средств для сохранения структуры тканей микроскописты пытаются составлять сложные фиксаторы, в состав которых входят различные ингредиенты. Г. Мюллер (Н. Muller, 1820-1864), профессор анатомии в Вюрцбурге, известный своими исследованиями по анатомии глаза, предложил в 1859 г. уплотняющую жидкость, из комбинации двухромокислого калия и сернокислого натрия, знаменитую «мюллеровскую жидкость», в течение многих лет являвшуюся распространенным гистологическим фиксатором. В конце 60-х годов французский гистолог Ранвье (Louis A. Ranvier, 1835-1922) предложил для уплотнения и фиксации пикриновую кислоту, которая нашла в дальнейшем широкое признание.

Значительный прогресс в фиксации тканей был достигнут применением для этой цели сулемы. В консервирующих жидкостях она употреблялась давно, но там ее концентрация была недостаточна для фиксации тканей. В качестве фиксатора сулема вошла в гистологическую технику лишь после 1878 г., когда швейцарский зоолог Ланг (Arnold Lang, 1855-1914) предложил применять ее в концентрированных растворах и в комбинации с уксусной кислотой. Для фиксации тонких гистологических структур сулему впервые употребил выдающийся немецкий физиолог Рудольф Гейденгайн (Rudolf Heidenhain, 1834-1897) в 1888 г. Ингредиенты для составления фиксаторов обогатились далее введением в гистологическую технику осмиевой кислоты (Макс Шульце, 1864), сохраняющей особенно хорошо липоидные структуры клетки. Применение осмиевой кислоты в качестве фиксатора в комбинации с другими реактивами широко вошло в обиход гистологической техники. Флеш (Max Flesch) в 1879 г. предложил комбинацию хромовой и осмиевой кислот, а в 1882 г. Флемминг, один из крупнейших гистологов конца прошлого века (с его именем мы встретимся дальше), предложил свою известную фиксирующую жидкость. Вплоть до 70-х годов микроскописты говорили не о фиксации, а о консервировании и уплотнении тканей. Термин «фиксация» и связанное с ним понятие входит в употребление только в начале 80-х годов. В состав флемминговской жидкости входили хромовая, осмиевая и уксусная кислоты; она долгое время считалась лучшим фиксатором для изучения тонкого строения клеток. Современные фиксирующие жидкости Шампи и Мевеса представляют собой ее модификацию. В 1894 г. К. Ценкер (К. Zenker) предложил свое видоизменение мюллеровской жидкости, добавив к ней сулему и уксусную кислоту. Эта ценкеровская жидкость и теперь остается одним из лучших и употребительнейших фиксаторов. В 1893 г. Блум (F. Blum) вводит в употребление формалин, получивший в дальнейшем широкое применение как фиксатор.

Таким образом, к 80-м годам гистология обогащается значительным арсеналом фиксаторов, сохраняющих структуру тканей; отходит на задний план изучение тканей в свежем состоянии; с каждым годом пополняется список реактивов, применяемых для фиксации гистологических объектов; множатся бесчисленные предложения о составе фиксирующих жидкостей и смесей, из которых только небольшое количество прочно вошло в микроскопическую практику.

В этом развитии микроскопической техники нельзя не отметить отрицательного момента. Во-первых, успехи методов фиксации привели к тому, что исследование свежего материала было заброшено; структуры фиксированной протоплазмы некритически воспринимались как прижизненные структуры, и на этой почве было немало увлечений и сделано немало ошибок. Сама методика фиксации развивалась эмпирически: исследователи, пробуя тот или другой фиксатор, часто не исходили из научных оснований, а бессистемно отыскивали практически пригодные реактивы.

Так как уже с XVIII в. начали применять для микроскопии проходящий свет, возникает необходимость соответствующей обработки объекта. Исследователи первой половины XIX в. пытались обойти эту трудность изучением тонких пленок или кусочков ткани, подвергнутых расщипыванию иглами или раздавливанию. Это грубо нарушало структуру тканей. По отношению к более плотным тканям для получения тонких прозрачных пластинок давно начали применять бритву. Мягкие ткани для приготовления из них срезов с помощью бритвы зажимали в мякоть ветки бузины или в уплотненную долгим пребыванием в хромовой кислоте печень. В середине прошлого столетия для изготовления срезов стали применять заливку в более плотные среды. В пятидесятых годах ботаник Фенцль (Eduard Fenzl) предложил для этой цели парафин в 1856 г. Бёттхер (А. В. Bottcher, 1831-1889), профессор в Дерпте, начал применять желатину. Вначале при заливании в парафин не получалось пропитывания объекта, и, естественно, такая заливка не давала хороших результатов. В конце 70-х годов начинают применять промежуточные среды: гвоздичное масло, креозот, бергамотное масло, ксилол; но только с введением заливки в термостатах (W. Giesbrecht, 1881) применение парафина дало хорошие результаты и вошло в постоянный обиход микроскопической техники. В 1879 г. французский гистолог Дюваль (Mathias Duval, 1844-1907) предложил новую среду для заливания объектов - коллодий. Немецкий гистолог Шиффердеккер (Paul Schiefferdecker, 1849-1931) заменил коллодий целлоидином, занявшим, наряду с парафином, прочное место в качестве среды для заливки объектов с целью получения тонких срезов.

Так как приготовление тонких срезов ручной бритвой требовало большого искусства и все же толщина их была слишком велика, возникает мысль о конструкции специального прибора для получения тонких срезов - микротома. Одна из первых попыток такого рода - «резательная машина» была по конструкции Каммингса описана Дж. Гиллом. Было и еще несколько аналогичных не удержавшихся конструкций Г Современный микротом ведет свое начало от микротома Ошатца (ученика Пуркине), сконструированного в 1844 г. Усовершенствованный немецким анатомом Велькером (Hermann Welcker, 1822-1897), микротом до конца прошлого столетия претерпел многочисленные реконструкции. Первые, так называемые цилиндрические, микротомы представляли собою объектодержатель, передвигавшийся при помощи микрометрического винта; срезы делались ручной бритвой, которую при изготовлении срезов проводили по платформе, расположенной в верхней части микротома. Вплоть до последней четверти XIX в. микротом не пользовался распространением, так как не было удовлетворительной методики заливки объектов с достаточным пропитыванием кусочков органов и тканей. Лишь в семидесятых годах, благодаря работам Гиса (Wilhelm His, 1831 - 1904), микротом начинает находить широкое применение и к концу прошлого столетия окончательно вытесняет изготовление срезов от руки. Применение микротома дало возможность изготовлять тонкие срезы и получать непрерывные серии срезов, что знаменовало собою большой успех в микроскопической технике.

Если, изучая ткани прижизненно, можно было заметить некоторые структуры, пользуясь неодинаковым преломлением света отдельными частями препарата (возникающим особенно при частичном отмирании тканей), то и эти ограниченные возможности были сведены на нет применением методов уплотнения и фиксации. Необходимо было найти способы выявления различных частей клетки после фиксации тканей и это было достигнуто применением окраски срезов. В 1858 году Корти (A. Corti, 1822-1876), исследуя (1854) орган слуха, важнейшая часть которого была названа его именем, употребил для окраски микроскопических препаратов кармин. Для ботанических объектов кармин был употреблен еще ранее Гёппертом и Коном (Goeppert und Cohn) в 1849 г. и Гартингом (Pieter Н. Harting, 1812-1885) в 1854 г. Но действительное распространение кармин получил лишь с 1858 г., когда Герлах (Josef Gerlach, 1820-1895) предложил рецепт аммиачного кармина. Ранвье, Гренахер (Н. Grenadier, 1879) и Пауль Мейер (Paul Meyer, 1881) разработали способы применения кармина в качестве красителя, специфически окрашивающего ядра, и в 80-х годах кармин был излюбленным красителем, которым пользовались в повседневной микроскопической технике.

В 1865 г. Бёмер (F. Bohmer) вводит в гистологическую технику новый краситель - гематоксилин, но вплоть до 90-х годов он не выдерживает конкуренции с кармином. Наоборот, с девяностых годов гематоксилиновая техника делает значительные успехи, постепенно гематоксилин вытесняет кармин и становится обычнейшей «ядерной» краской. Особое значение приобрел метод окраски гематоксилином с протравой железными квасцами, разработанный выдающимся гистологом конца XIX в. Мартином Гейденгайном в 1892 г. Этот метод и в настоящее время принадлежит к числу лучших способов окраски тончайших структур клеток.

Наконец, в 60-х годах начали употреблять для окраски микроскопических препаратов анилиновые красители, которые с 70-80-х годов находят широкое применение. Например, индигокармин введен в гистологическую технику Меркелем (Merkel) в 1874 г., эозин - Фишером (Ernst Fischer) в 1875 г., кислый фуксин - Эрлихом (Paul Ehrlich) в 1880 г., сафранин - Германом (Е. Hermann) в 1881 г.

Микроскопия обогащается новым арсеналом средств для выявления различных тканевых и клеточных структур, которые при применении надлежащих методов фиксации и окраски предстают перед наблюдателем с такой ясностью, о которой микроскописты первой половины XIX в. не могли даже и мечтать.

Упомянем о времени введения в микроскопическую технику некоторых других употребительных методов. Окраска гематоксилином и пикрофуксином введена Ван-Гизоном (Ira Thompson van Gieson, 1866-1913) в 1889 г.; широко известный метод окраски соединительной ткани по Маллори (Frank В. Mallory, 1862-1941) в оригинальной модификации предложен в 1900 г:, а его видоизменение - азановый метод М. Гейденгайн ввел в 1915 г. Столь употребительная теперь нуклеиновая реакция по Фёльгену (Robert Feulgen, 1884-1955) предложена в 1923 г. Применение методов серебрения начало широко внедряться после работ Гольджи, первая из которых опубликована в 1873 г. Метод серебрения Бильшовского (М. Bielschowsky, 1869-11940) предложен в 1903-1904 гг. Метиленовый синий для исследования нервной системы вошел в употребление после работ А. С. Догеля (1852-1922) и А. Е. Смирнова (1859-1910), произведенных в казанской лаборатории К. А. Арнштейна (1840-1919) и опубликованных в 1887 г.

На фиксированных, нарезанных на микротоме и окрашенных тончайших срезах перед взором микроскопистов конца XIX в. открылся целый таинственный мир расцвеченных в различные цвета структур. И гистологи конца прошлого века с увлечением принялись описывать эти невиданные структуры, открывать все новые и новые детали тонкого строения клетки. Порой это были действительно важные структурные части, порой с таким же увлечением описывались артефакты, искусственные образования, вызванные действием фиксаторов или дальнейшей обработкой препарата.

Вся последняя четверть истекшего столетия прошла под лозунгом проникновения в детали тонкого строения клетки. Накапливается громадный материал, учение о строении клетки обособляется в самостоятельную ветвь биологии - цитологию. В то время как в начале XIX в. учение о клетке разрабатывалось отдельными учеными, теперь цитология разрабатывается многочисленными исследователями. Крупные открытия являются обычно результатом целого ряда работ, и выяснить долю участия отдельных ученых в разработке той или другой проблемы является делом подчас трудным, подчас и невозможным. Мы дадим в последующем изложении исторический очерк успехов цитологии, сосредоточив внимание только на некоторых проблемах.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

Для обнаружения и исследования микроорганизмов применяют световые микроскопы разных моделей («МБИ-1», «Биолам», «Бимам», «Микмед»). Для изучения более мелких объектов (вирусов) используют электронные микроскопы.

Все микроскопы устроены одинаково и состоят из механической части и оптической системы. Механическая часть состоит из основания штатива (1), предметного столика (2), тубусодержателя (3), револьвера объектива (4), макровинта (5) - для перемещения тубуса, микровинта (6) – для тонкой фокусировки. Оптическая часть микроскопа состоит из объективов (7), окуляров (8) и осветительного устройства (9). Объективы представляют собой систему линз, одна из которых производит увеличение, а все остальные корригируют изображение. Окуляры состоят из двух линз (собирающей и глазной). Они увеличивают изображение, получаемое с помощью объектива. Осветительное устройство (зеркало, ирис-диафрагма и конденсор).

1. Препарат помещают на предметный столик микроскопа и закрепляют его боковыми зажимами.

2. Вращая револьвер, устанавливают объектив малого увеличения 8х.

3. Находят правильное освещение препарата. Для этого, пользуясь плоским зеркалом, или светильником направляют свет от источника в конденсор микроскопа, стремясь получить равномерное освещение поля зрения. Лучшее освещение подбирают поднятием или опусканием конденсора и при помощи диафрагмы.

4. Находят изображение при малом увеличении (объектив 8х), фокусируя макрометрическим винтом.

5. Без поднятия тубуса, вращая револьвер, заменяют объектив малого увеличения на объективы большого увеличения (40х, 90х).

6. При использовании иммерсионного объектива (90х) открывают диафрагму конденсора, чтобы увеличить свет. На препарат наносят каплю иммерсионного (кедрового) масла. Затем, глядя на препарат сбоку (для контроля, чтобы не раздавить стекло и не поцарапать фронтальную линзу объектива), очень осторожно погружают объектив 90х в масло почти до соприкосновения с поверхностью стекла, работая макрометрическим винтом. Далее очень медленно поднимают тубус при помощи макровинта до появления в поле зрения изучаемого объекта. Наконец, резкость изображения устанвливают микрометрическим винтом.

При микроскопии в темном поле лучи, освещающие объект не попадают в объектив микроскопа, поле зрения остается темным, а объект на его фоне кажется светящимся. Эффект темного поля создается при помощи специального конденсора.

С помощью фазово-контрастной микроскопии могут быть исследованы без предварительной обработки бесцветные, прозрачные объекты. Для работы по методу фазового контраста, нужно кроме обычного биологического микроскопа, иметь еще специальное устройство. Для этого конденсор и объектив заменяют фазовыми. Фазовый конденсор поворотом револьверного диска устанавливают на 0. Это положение соответствует светопольному конденсору.

Современный микроскоп – это точный оптический прибор, требующий строгого соблюдения ряда правил при работе с ним. Хранить микроскоп нужно закрытым от пыли (под чехлом или под специальным стеклянным колпаком). Время от времени следует проверять чистоту и состояние оптики и протирать ее только снаружи с помощью волосяной кисточки или мягкой ткани, смоченной спиртом. Раз в год микроскоп должен просмотреть и при необходимости отремонтировать мастер-оптик.

Регламент № п/п 1. Этап практического занятия Время (мин) Организационная часть. 5 1. 1 Приветствие. 1 1. 2 Регистрация присутствующих в журнале. 4 Введение. 15 2. 1 Озвучивание темы и ее актуальность, цели и плана практического занятия. 5 2. 2 Ответы на вопросы студентов, возникшие при подготовке к занятию. 5 2. 3 Выдача методических указаний, инструкций, необходимых для проведения занятия. 5 Разбор теоретического материала 30 2. 3. 3. 1 Обсуждение основных положений темы, необходимых для выполнения практической 25 работы 3. 2 Вводный инструктаж по технике безопасности 5 Перерыв 15 Практическая часть 80 4. 1 Самостоятельная практическая работа студентов. 45 4. 2. Индивидуальное и групповое консультирование при выполнении заданий. 20 4. 3. Контроль успешности выполнения практических заданий с выставлением оценки в журнал. 15 Заключительная часть: задание на следующее занятие. 5 4. 5.

Вопросы для самоподготовки к теме № 1 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. История микроскопии Виды микроскопии (световые, ультрафиолетовые, фазовоконтраст ная, люминесцентная, электронная), их характеристика, преимущества и недостатки. Основные направления развития микроскопической техники (сканирующие микроскопы, оптико структурный машинный анализ, проточная цитофотометрия) Устройство биологического исследовательского светового микроскопа Функции микро и макрометрического винтов, правила работы с ними Понятие о разрешающей способности микроскопа Расчет рабочего увеличения микроскопа Иммерсионные объективы, их отличия, особенности работы с ними Основные правила работы со световым микроскопом.

Задания для подготовки к теме № 1 Знать: 1. Основные части микроскопа, их назначение и устройство 2. Правила работы с микроскопом 3. Принцип работ других увеличительных приборов, используемых для исследования биологических объектов. Уметь: 1. Работать с микроскопом МБР 1: а) при малом увеличении Х 8; б) при большом увеличении Х 40; в) с иммерсионным объективом Х 90 2. Показать на микроскопе механическую, оптическую и осветительную части и рассказать об их устройстве 3. Работать с лупой МБР 1.

Актуальность темы 1. 2. Биологический исследовательский микроскоп – необходимый инструмент деятельности не только студента, но и практикующего врача. Он широко используется в диагностических целях в самых разных областях медицины. Световая микроскопия один из основных методов изучения биологических объектов, поэтому овладение техникой микроскопирования необходимо: Для всех последующих занятий по курсу биологии Для занятий по курсам гистологии, микробиологии, патологической анатомии, терапии, хирургии.

ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ И ПОНЯТИЯ Иммерсия жидкость, которой заполняют пространство между покров ным стеклом и иммерсионным объективом (90 х) Конденсор - это система линз, собирающих световые лучи в пучок Кремальера - макрометрический винт Объектив - система линз, которые ввинчены в револьвер и направлены к предметному столику Окуляр - система линз, вставлена в верхнее отверстие тубуса и направ лена кглазу Разрешающая способность - способность оптического прибора разли чать мелкие детали; минимальное расстояние между двумя соседними точками (линиями), которые еще можно дифференцировать Револьверное устройство - вращающийся механизм смены объективов, который укрепляется на колонке штатива Тубус - полая трубка, которая соединяет окуляр и объектив.

Устройство светового микроскопа 1 - окуляр, 2 - тубус, 3 - тубусодержатель, 4 - винт грубой наводки, 5 - микрометренный винт, 6 - подставка, 7 - зеркало, 8 - конденсор, рисовая диафрагма и светофильтр, 9 - предметный столик, 10 - револьверное устройство, 11 - объектив, 12 - корпус коллекторной линзы, 13 - патрон с лампой, 14 - источник электропитания.

Устройство светового микроскопа Оптическая система Объектив Окуляр Осветительная система Диафрагма Зеркало Источник света Конденсор Механическая система Микро – и макровинт Предметный столик Тубусодержатель Штатив

Правила работы с микроскопом 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Проверить положение объектива малого увеличения Осветить поле зрения с помощью вогнутого зеркала Положить препарат на предметный столик покровным стеклом кверху и закрепить клеммой Получить изображение на слабом увеличении под контролем глаза сбоку опустить тубус так, чтобы расстояние от объектива до препарата было от 3 5 мм. Глядя в окуляр, плавно поднимать тубус до появления изображения При переводе на сильное увеличение поднять тубус кремальерой на пол оборота, перевести револьвер до щелчка и, глядя в окуляр, плавно опустить тубус до появления изображения. Осторожно вращая микровинт вверх, получить резкое изображение При работе на сильном увеличении пользоваться только микровинтом! Для перевода на слабое увеличение поднять тубус на пол оборота, револьвер повернуть до щелчка Снимать препараты можно только на малом увеличении! По окончании работы револьвер следует перевести в нейтральное положение.

Задания для подготовки к теме № 1 Оформить протокол практического занятия: 1. 2. 3. a. b. Правила работы с микроскопом Устройство микроскопа Зарисовать препараты Перекрест волос под малым увеличением Перекрест волос под большим увеличением

Препараты Перекрест волос под малым увеличением объектива (8 х) Перекрест волос под большим увеличением объектива (40 х)

Вопросы для самоподготовки к теме № 2 Вопросы для собеседования: 1. История открытия клетки 2. Клеточная теория, ее развитие (Т. Шванн, М. Шлейден, Р. Вирхов) 3. Основные современные положения клеточной теории 4. Характеристика различных форм клеточной организации и обстоятельств их возникновения (гипотезы) 5. Возникновение многоклеточности 6. Основные черты строения прокариотической клетки 7. Основные черты строения эукариотической клетки 8. Как Вы понимаете выражение: «Форма клетки есть ее застывшая функция» ? Поясните конкретными примерами 9. Особенности строения растительной клетки, отличающие ее от животной клетки 10. Типы клеточной организации 11. Принцип компартментации и роль биологических мембран в его осуществлении 12. Строение типичной клетки многоклеточного организма.

Литература Основная литература по дисциплине: 1. Биология: учебник для мед. спец. вузов: В 2 т. / ред. В. Н. Ярыгин. 3 е зд. , стереотип. М. : Высшая школа. – 2007. Кн. 1: Жизнь. Гены. Клетка. Онтогенез. Человек. – 439 с Дополнительная литература: 1. Трощин А. С. , Браун А. Д. , Вахтин Ю. Б. , Жинкин Л. Л. , Суханова К. М. Цитология – 1970 – М. , Просвещение. С. 12 20 2. Гинин А. Ф. , Шитиков В. Ю. , Вакунин Г. М. , Гахов Н. Я. , Мосолов А. Н. О возможном сочетании люминесцентной и электронной микроскопии для исследования Х, У хроматина после дифференциального окрашивания акрихином. – Сб. , Материалы 1 й научной конференции. Тбилгосмединститута по цитогенетике человека. – Тбилиси. – 1974. – С. 44 3. Руководство к лабораторным занятиям по биологии: Учебное пособие для студ. мед. вузов / Под ред. Н. В. Чебышева. 2 е изд. , перераб. и доп. М. : Медицина, 1996. 352 с

Светопольная микроскопия.

Устройство биологического микроскопа

и техника микроскопирования.

Устройство светового биологического микроскопа .

Все световые биологические микроскопы отечественного производства условно можно разделить на три группы: микроскопы биологические упрощенные, микроскопы биологические рабочие, микроскопы биологические исследовательские. Они предназначены для исследования препаратов в проходящем свете в светлом поле.

Принципиальное устройство биологических микроскопов практически одинаково.

В настоящем руководстве производится описание устройства и правил работы с биологическим микроскопом типа «Биомед».

Микроскоп (от греческого слова micros – малый, scopeo – смотрю) – это оптический прибор (рис.1) состоящий из трёх основных частей: механичес-кой, оптической и осветительной.

Механическая часть и осветитель . Нижняя часть штатива массивная и служит опорой микроскопа. Источником освещения света служит электрическая лампочка, вмонтированная в основание микроскопа. На боковой панели основания расположены выключатель осветителя (2) и регулятор освещения препарата (17). На штативе укреплен крестообразный столик, благодаря которому с помощью винтов препаратоводителя препараты могут перемещаться в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Тубусодержатель (11) связан с основанием микроскопа неподвижно. Фокусировка препарата осуществляется с помощью макромет ри ческого (14) и микрометрического (15) винтов.

Макрометрический винт служит для грубой настройки микроскопа. Для точной фокусировки пользуются микровинтом .

Правило работы с микровинтом . Полных оборотов микровинтом делать нельзя. Вначале необходима грубая настройка. Разрешается поворачивать микровинт в ту или иную сторону не более 2…4х делений (не более пол-оборота).

Отличительной особенностью микроскопа БИОМЕД - 4 , которым оснащены наши микробиологические лаборатории, является его оснащенность бинокулярной насадкой, отсутствием адаптера видео/фотонасадки (10), а также переключателя светового потока (12).

В верхнюю часть тубусодержателя вставляется вместо тринокулярной бинокулярная насадка (11) с окулярами. На тубусодержателе укреплен револьвер с объективами(8).

Рис.1 Общий вид микроскопа БИОМЕД-1:

1 – подложка основания; 2 - основание микроскопа с выключателем; 3 –осветитель; 4 – конденсор Аббе; 5 – предметный столик с измерительным нониусом; 6 – держатель препарата; 7 – объективы; 8 – револьверная головка; 9 – окуляры; 10 – адаптер видео/фотонасадки; 11 – тринокулярная насадка; 12 – переключатель светового потока; 13 – штатив; 14 –макрометрический винт; 15 – микрометический винт; 16 – коаксиальная ручка перемещения препарата; 17 – регулятор яркости осветителя.

Оптическая часть микроскопа состоит из конденсора системы Аббе с ирисовой диафрагмой, объективов и окуляров. Рукояткой (4) можно регулировать объем лучей света, падающих на препарат, за счет изменения открытого отверстия диафрагмы. Окрашенные препараты лучше рассматривать при почти полностью открытой диафрагме, неокрашенные - при уменьшенном отверстии диафрагмы. Конденсор (от лат. condenso - уплотняю, сгущаю) собирает лучи, идущие от источника через диафрагму, и направляет их наобъект. С помощью винта конденсора (4), опуская его или поднимая, регулируют степень освещения препарата.

Правило работы с конденсором. При работе с большими увеличениями микроскопа конденсор должен находиться в верхнем положении. При работе с малыми увеличениями микроскопа конденсор опускают вниз.

Объектив (греч. objectum – предмет исследования)представляет собой наиболее важную часть микроскопа. Это многолинзовая короткофокусная система, от качества которой зависит в основном изображение объекта. Наружная линза, обращенная плоской стороной к препарату, носит название фронтальной, она обеспечивает увеличение. Увеличение объектива всегда обозначено на его оправе. Микроскоп БИОМЕД – 4 оснащен объективами, увеличивающими в 4, 10, и 40 (сухие) и 100 (иммерсионный) раз.

От кривизны фронтальной линзы объектива зависит его фокусное расстояние и увеличение. Чем больше кривизна фронтальной линзы, тем короче фокусное расстояние и тем больше увеличение объектива. Это необходимо помнить при микроскопировании – чем большее увеличение дает объектив, тем меньше свободное рабочее расстояние и тем ниже следует опускать его над плоскостью препарата (табл.1).

Таблица 1. Оптические данные объективов микроскопа «Биомед-4»

Остальные линзы в системе объектива выполняют преимущественно функции коррекции оптических недостатков, возникающих при исследова-нии объектов. Как известно, изображение, получаемое при помощи линз, обладает рядом недостатков – аберраций . Наиболее существенные – сферическая и хроматическая аберрации . Первая проявляется в невозможности одновременной фокусировки всего поля зрения, вторая связана с разложением белого света на спектр, в результате чего изображение преобретает радужную окраску. Объективы, у которых сферическая и хроматическая аберрации скоррегированы не полностью, называются ахроматами . Они содержат до шести линз и дают изображение наиболее резкое в центре. Края поля зрения при использовании ахроматов бывают окрашены в разные цвета спектра. Ахроматы широко распространены вследствие своей простоты и дешевизны.

Более совершенные объективы – апохроматы . Хроматическая погрешность в них почти в 10 раз меньше, чем у ахроматов. Апохроматы обеспечивают более равномерную резкость изображения. На их оправе имеется обозначение «Апохр». Полностью устраняют искривление поля зрения планахроматы . Эти объективы применяют главным образом при микрофотографировании.

Кроме того, объективы делятся на сухие и иммерсионные. Сухими называются объективы, при работе с которыми между фронтальной линзой и рассматриваемым предметом находится воздух. Вследствие того, что лучи света проходят среды с различными показателями преломления (покровное стекло и воздух), часть их отклоняется и не попадает в объектив. Иммерсионными (от лат. immersion – погружаю) называются объективы, фронтальная линза которых при работе погружается в нанесенную на препарат каплю жидкости с показателем преломления, близким к показателю преломления стекла.

Окуляр (от лат. oculus – глаз) состоит из двух линз –- глазной (верхней) и собирательной (нижней). Окуляр служит для рассмотрения изображения предмета, даваемого объективом. Увеличение объективов указано на их оправе. В комплект к микроскопам типа БИОМЕД-4входит объектив с увеличением 10х.

Микроскоп БИОМЕД-4снабжен бинокулярной насадкой, которая имеет собственное увеличение (около 1,5х) и снабжена коррекционными линзами. Бинокулярной насадкой следует пользоваться при длительной работе с микроскопом. Корпус насадки может раздвигаться в пределах 55…75 мм в зависимости от расстояния между глазами наблюдателя. Работа с бинокулярной насадкой улучшает видимость объекта, снижает яркость изображения и тем самым сохраняет зрение.

1 | | | |