რომელი მიკროსკოპი შეგიძლიათ გამოიყენოთ ბაქტერიების დასანახად?

ბაქტერიების სტრუქტურა ბევრად უფრო მარტივი და ერთგვაროვანია, ვიდრე პროტოზოების სტრუქტურა, და არ არის ისეთი სიმდიდრე ფორმები, როგორც ცილიატებში. თუმცა, სტრუქტურის ეს ერთგვაროვნება და სიმარტივე ბაქტერიებს ძალიან კარგ მოდელად აქცევს მრავალი ექსპერიმენტისთვის. ვირუსები სტრუქტურაში კიდევ უფრო მარტივია და, შესაბამისად, უკეთესია როგორც მოდელი. მაგრამ მათ შესახებ - მოგვიანებით, სპეციალურ თავში.

ცოცხალი ბაქტერიების დასათვალიერებლად მე და თქვენ მოგვიწევს ვეძიოთ უფრო ძლიერი და რთული მიკროსკოპები, ვიდრე ის, რომლითაც შეგვიძლია გამოვიკვლიოთ ცილიტები. თქვენ არ შეგიძლიათ 600-800-ჯერ გადიდების გარეშე.

მაგრამ წყარო, რომელშიც ყოველთვის შეგიძლიათ იპოვოთ ბაქტერიების მრავალფეროვნება, ყოველთვის ხელმისაწვდომია. ეს შენი საკუთარი პირია. ამოიღეთ ნადები და შეურიეთ წვეთ წყალს ან ნერწყვს სლაიდზე. ეს საკმარისი იქნება იმისთვის, რომ გაეცნოთ ბაქტერიების ძირითად ფორმებს.

თუ მათ სამედიცინო და ბიოლოგიურ ლაბორატორიებში გამოყენებული ჩვეულებრივი მიკროსკოპით შეხედავთ, ალბათ იმედგაცრუებული დარჩებით. ნაცრისფერი, გაურკვეველი კონტურებით, ძალიან პატარა ჩხირები, ბურთები და ძაფები გამოჩნდება. შეიძლება თუ არა მათი შედარება ცილიატებთან, ტროპიკულ თევზსავით ლამაზად?

ეგრეთ წოდებული ფაზის კონტრასტის მიკროსკოპით, თქვენ შეგიძლიათ ნახოთ მეტი. განსხვავება ამ მიკროსკოპსა და ჩვეულებრივს შორის გამომდინარეობს იმით, რომ ნაწილაკები, რომლებიც თანაბრად გამჭვირვალეა სინათლის სხივებისთვის, მაგრამ განსხვავებული სიმკვრივით, აქ განსხვავებულად გამოიყურება: მკვრივი უფრო მუქია, ნაკლებად მკვრივი უფრო მსუბუქი.

საინტერესოა ცოცხალ ბაქტერიებზე დაკვირვება ეგრეთ წოდებული ბნელი ველის მიკროსკოპის გამოყენებით. აქ სინათლის სხივები დაკვირვების ობიექტში არ გადადის მიკროსკოპის ლინზაში, არამედ გვერდიდან. თქვენ ალბათ გინახავთ, თუ როგორ ანათებს მტვრის ნაწილაკები მზის სხივში, რომელიც არღვევს ფარდებს ან საკეტებს ბნელ ოთახში.

ბაქტერიები დაახლოებით ერთნაირად გამოიყურებიან ბნელი ველის მიკროსკოპში - როგორც მსუბუქი წერტილები შავ ან მოყავისფრო ფონზე. მათი ზოგადი მონახაზი ოდნავ ბუნდოვანია, მაგრამ ბაქტერიების მოძრაობა აშკარად ჩანს. და მოძრაობის ბუნება შესაძლებელს ხდის ამოიცნოს გარკვეული დაავადებების გამომწვევი აგენტები.

ფოტო: U.S. გეოლოგიური სამსახური

ფოტო: უმბერტო სალვაგნინი

სხვა ბაქტერიებს არ აქვთ მოძრაობისთვის აუცილებელი დროშები. მაგრამ ეს არ ნიშნავს იმას, რომ ისინი უმოძრაო იქნებიან მიკროსკოპის ხედვის ველში. არა, მოგეჩვენებათ, რომ ბაქტერიები ერთდროულად მოძრაობენ, როგორც ჭიანჭველები მოწყვეტილ ჭიანჭველაში. თუმცა, ეს არ არის მიკრობის დამოუკიდებელი, აქტიური მოძრაობა, არამედ ეგრეთ წოდებული ბრაუნის მოძრაობა.

სითხეში მცურავი ნებისმიერი მცირე ნაწილაკების ბრაუნის მოძრაობა (არა მხოლოდ მიკრობები) არის ამ სითხის მოლეკულების შემთხვევითი თერმული მოძრაობის შედეგი. მოლეკულები ნაწილაკზე ზეწოლას ახდენენ ყველა მხრიდან და ის, ასე ვთქვათ, „ნიშნავს დროს“.

მაგრამ თუ მობილურ ბაქტერიებს მიკროსკოპით დააკვირდებით, დაინახავთ, რამდენად სწრაფად კვეთენ ისინი ხედვის ველს, იყინებიან თავის ადგილზე და შემდეგ ისევ ჩქარობენ. განსაკუთრებით საინტერესოა სპიროქეტების დაკვირვება, რომლებიც ელექტრო ღუმელიდან ანიმაციურ სპირალს ჰგავს. ისინი იმდენად თხელია, რომ ჩვეულებრივი მიკროსკოპის ქვეშ ძნელია ცოცხალი სპიროქეტის დანახვა.

ისინი ბევრად უკეთ ჩანს ბნელი ველის მიკროსკოპში. თქვენ ალბათ იპოვით მათ დაფაზე; უბრალოდ კარგად დააკვირდით - უმჯობესია მოძებნოთ სპიროქეტები მოძრაობისას. ისინი ან ცურავდნენ, გველებივით ტრიალებენ, ან თავის ადგილზე იკეცებიან და შუაზეც კი იკეცებიან.

ცოცხალი ბაქტერიების მიკროსკოპით გამოკვლევა არც ისე მოსახერხებელია, როგორც მკვდარი და ფერადი.

რა გადიდებით არის მიზანშეწონილი მიკროსკოპის ყიდვა ACH-ში მიკროორგანიზმების დასანახად?

ამ ორგანიზმების სტრუქტურის დეტალები შესწავლილი იქნა კონკრეტულად ფერად პრეპარატებზე. ბაქტერიების შეღებვის მიზნით, თქვენ უნდა წაისვათ ისინი მინაზე (როგორც ამბობენ, გააკეთეთ ნაცხი), გაამშრალეთ, გაათბოთ იგი დამწვრობის ცეცხლზე (ისე, რომ შემდგომში უჯრედები უკეთესად შეღებონ) და ნაცხზე დაასხით სპეციალური საღებავის წვეთი.

თუ მიდიხართ მიკრობიოლოგიურ ლაბორატორიაში, მაშინ, რა თქმა უნდა, იქნება სხვადასხვა საღებავების ნაკრები. ერთ-ერთი ყველაზე გავრცელებული არის მეთილენის ლურჯი. ვინაიდან ეს არის მელნის ნაწილი შადრევანი კალმისთვის, უკეთესის არარსებობის გამო, შეგიძლიათ ნაცხზე წვეთი მელნის დაასხით. 6-8 წუთის შემდეგ საღებავი უნდა ჩამოიბანოთ წყლით და ნაცხი უნდა გაშრეს.

იმისდა მიხედვით, თუ რა ტიპის ბაქტერია იყო შეღებილი, მიკროსკოპის ქვეშ ნახავთ ბურთებს ან ღეროებს - სწორ, მრუდე ან მძიმით. ჯაჭვები შეიძლება ჩამოყალიბდეს ჯოხებისა და ბურთებისგან. ბურთები ზოგჯერ ჯგუფდება ოთხ, რვა და თექვსმეტიან ჯგუფებად. ზოგიერთ ჩხირს ბოლოებზე აქვს გასქელება, როგორც ასანთის თავი. ეს არის ბაქტერიების ძირითადი ფორმები.

თუმცა, ასეთი მოკლე აღწერა მოგვაგონებს ერთი ფილოსოფოსის სიტყვებს, რომელმაც განსაზღვრა ადამიანი, როგორც ორფეხა ბუმბულის გარეშე. ბაქტერიებში, თუნდაც უმარტივესად შეღებილში, საკმაოდ ბევრი სტრუქტურული მახასიათებელია. ამ მახასიათებლების შესახებ აქ ვისაუბრებთ.

ღეროს ფორმის ბაქტერიები ბუნებაში ყველაზე მრავლადაა. თავად სიტყვა "ბაქტერია" ბერძნულად ნიშნავს "ჯოხს". ერთ-ერთ ყველაზე გავრცელებულ მიკრობს, ეგრეთ წოდებულ E. coli-ს, გრძელი ოვალის ფორმა აქვს. E. coli ცხოვრობს მსხვილ ნაწლავებში; ადამიანის ერთი გრამი განავალი შეიძლება შეიცავდეს ამ მიკროორგანიზმებიდან 2-5 მილიარდს (წარმოიდგინეთ რამდენი მათგანი ჩნდება გარე გარემოში დასახლებულ ადგილებში!).

პათოგენური მიკრობები - დიზენტერიის, ტიფის და პარატიფოიდების გამომწვევი აგენტები ასევე არ განსხვავდებიან E. coli-სგან ფორმის მიხედვით. ჯილეხის გამომწვევი აგენტი ასევე არის ჯოხი, მაგრამ ბოლოები ამოჭრილი. ანტრაქსის ბაქტერიები ხშირად გვხვდება ძაფის გრძელ ჯაჭვებში.

ტეტანუსის, გაზის განგრენის და სხვა მრავალი დაავადების გამომწვევ აგენტებს აქვთ ღეროსებრი ფორმა.

ზოგჯერ შეიძლება წააწყდეთ სახელს "ქოლერა მძიმით". მართლაც, ეგრეთ წოდებული ვიბრიოები მძიმით გამოიყურება. მათ შორისაა ქოლერის გამომწვევი აგენტი. უბრალოდ არ წარმოიდგინოთ ქოლერის მძიმით თათების სახით, როგორც მაიაკოვსკის უყვარდა მისი დახატვა "ზრდის ფანჯრებში". ეს უფრო ერთიანი სისქის მოხრილი ჯოხია. მკაცრად რომ ვთქვათ, ეს ჯოხი კი არ არის, არამედ სპირალის სეგმენტი, მისი ერთი არასრული შემობრუნება.

სფერულ ბაქტერიებს კოკებს უწოდებენ. ყურძნის მსგავს მტევნებში შეგროვებულ კოკებს სტაფილოკოკები ეწოდება. ზოგიერთი მათგანი, ჭრილობებში ან ნაკაწრებში მოხვედრისას, იწვევს ჩირქოვანს და იწვევს სერიოზულ დაავადებებს მცირეწლოვან ბავშვებში.

სტრეპტოკოკები, მიკრობები, რომლებიც ჰგავს მძივების ძაფებს ან როზარებს, უამრავ უბედურებას უქმნის ადამიანს. ისინი იწვევენ ერიზიპელებს, ყელის ტკივილს და გულის დაავადებებსაც კი - ენდოკარდიტს. ორად განლაგებული კოკები - დიპლოკოკები - პასუხისმგებელნი არიან ისეთ დაავადებებზე, როგორიცაა მენინგიტი, პნევმონია და გონორეა.

შეღებილ ნაცხში ბაქტერიების ფორმის დადგენა ადვილია, მაგრამ ბაქტერიული უჯრედის სტრუქტურის ყველა დეტალით შესწავლა შეუძლებელია. და თუ უკვე ბევრი რამ ვიცით ბაქტერიების სტრუქტურის შესახებ, მაშინ ამას დაეხმარა მათი შეღებვისა და ელექტრონული მიკროსკოპის ქვეშ შესწავლის სპეციალური მეთოდები.

• მიკროსკოპული მეთოდი: მსუბუქი, ფაზა-კონტრასტული, ფლუორესცენტური, ელექტრონული;
• კულტურული მეთოდი (ბაქტერიოლოგიური, ვირუსოლოგიური);
• ბიოლოგიური მეთოდი (ლაბორატორიული ცხოველების ინფიცირება);
• მოლეკულური გენეტიკური მეთოდი (PCR - პოლიმერაზული ჯაჭვური რეაქცია)
• სეროლოგიური მეთოდი - მიკროორგანიზმების ანტიგენების ან მათ მიმართ ანტისხეულების იდენტიფიცირება;

მიკროსკოპისთვის პრეპარატების მომზადების მეთოდები. მსუბუქი მიკროსკოპის გამოყენებით შეგიძლიათ მიკროორგანიზმების შესწავლა, როგორც ცოცხალ, ისე შეღებილ მდგომარეობაში. მიკრობების ცოცხალ მდგომარეობაში შესწავლით, შეგიძლიათ მიიღოთ წარმოდგენა მათი მოძრაობის ზომაზე, ფორმასა და ბუნებაზე. ზოგჯერ მბზინავი, ძლიერ გამტეხი გრანულები და სპორები ჩანს ცოცხალი უჯრედის შიგნით. ცოცხალ მდგომარეობაში მიკრობების შესასწავლად მზადდება ჩამოკიდებული და დამსხვრეული წვეთების პრეპარატები. ჩამოკიდებული წვეთოვანი პრეპარატის მოსამზადებლად (სურ. 19), ბაქტერიოლოგიური მარყუჟის გამოყენებით საცდელი მასალის მცირე წვეთი (ნატრიუმის ქლორიდის იზოტონური ხსნარი, ხორცის ექსტრაქტის ბულიონი) შეჩერებულია. შემდეგ იღებენ სპეციალურ ჭიქას, რომელსაც ცენტრში ნახვრეტი აქვთ და მის კიდეებს ვაზელინის ზეთით ზეთობენ. შუშის სლაიდის ჭა გამოიყენება საცდელი მასალის წვეთი საფარის მინაზე დასაფარად ისე, რომ წვეთი იყოს ჭაბურღილის ცენტრში. მსუბუქად დააჭირეთ სლაიდს და სწრაფად გადაატრიალეთ იგი. როდესაც პრეპარატი სწორად არის მომზადებული, ხვრელში წვეთი ეკიდება. ვაზელინის ზეთი ხელს უშლის მის გამოშრობას.

დამსხვრეული წვეთოვანი პრეპარატი მზადდება სითხეში შეჩერებული მასალის წვეთით მინის სლაიდზე, რომელიც შემდეგ დაფარულია საფარით.

მსუბუქი ოპტიკური მიკროსკოპია

მსუბუქი მიკროსკოპისთვის გამოიყენება მიკროსკოპი -ოპტიკური მოწყობილობა, რომელიც საშუალებას გაძლევთ დააკვირდეთ პატარა ობიექტებს. გამოსახულების გადიდება მიიღწევა კონდენსატორის ლინზების სისტემით, ობიექტური ლინზა და ოკულარი. სინათლის წყაროსა და შესასწავლ ობიექტს შორის მდებარე კონდენსატორი აგროვებს სინათლის სხივებს მიკროსკოპის ველში. ობიექტივი ქმნის მიკროსკოპის ველის გამოსახულებას მილის შიგნით. ოკულარი ადიდებს ამ გამოსახულებას და შესაძლებელს ხდის თვალის აღქმას.

მიკროსკოპია სახლში

მიკროსკოპის გარჩევადობის ზღვარი (მინიმალური მანძილი, რომლითაც შესაძლებელია ორი ობიექტის გარჩევა) განისაზღვრება სინათლის ტალღის სიგრძით და ლინზების დიაფრაგმით. სინათლის მიკროსკოპის თეორიულად შესაძლო გარჩევადობის ზღვარი არის 0,2 მკმ; რეალური გარჩევადობა შეიძლება გაიზარდოს ოპტიკური სისტემის დიაფრაგმის გაზრდით, მაგალითად, რეფრაქციული ინდექსის გაზრდით. თხევადი გარემოს გარდატეხის ინდექსი (ჩაღრმავება) მეტია, ვიდრე ჰაერის გარდატეხის ინდექსი (“=1,0 გამოიყენება მიკროსკოპის დროს რამდენიმე ჩაძირვის საშუალება: ზეთი, გლიცერინი და წყალი); მიკროსკოპის მექანიკური ნაწილი მოიცავს სამფეხს, საფეხურს, მაკრო და მიკრომეტრულ ხრახნებს, მილს და მილის დამჭერს.

ბნელი ველის მიკროსკოპიაცოცხალ ბაქტერიებზე დაკვირვების საშუალებას იძლევა. ამ მიზნით გამოიყენება მუქი ველის კონდენსატორი, რომელიც ხაზს უსვამს უფერული მასალის კონტრასტულ სტრუქტურებს. სამუშაოს დაწყებამდე ნათურა მონტაჟდება და ცენტრირებულია ნათელ ველზე, შემდეგ ხდება ნათელი ველის კონდენსატორის ამოღება და ჩანაცვლება შესაბამისი სისტემით (მაგალითად, OI-10 ან OI-21). პრეპარატი მზადდება "დაქუცმაცებული წვეთი" მეთოდით, რაც შეიძლება თხელი იყოს (საფარის შუშის სისქე არ უნდა იყოს 1 მმ-ზე მეტი). დაკვირვებული ობიექტი ბნელ ველზე განათებულია. ამ შემთხვევაში ილუმინატორის სხივები ობიექტზე ეცემა გვერდიდან და მხოლოდ გაფანტული სხივები შედის მიკროსკოპის ლინზებში. ვაზელინის ზეთი შესაფერისია როგორც ჩაძირვის სითხე.

ფაზის კონტრასტული მიკროსკოპიასაშუალებას გაძლევთ შეისწავლოთ ცოცხალი და შეუღებავი ობიექტები მათი კონტრასტის გაზრდით. როდესაც სინათლე გადის შეღებილ ობიექტებში, სინათლის ტალღის ამპლიტუდა იცვლება, ხოლო როდესაც ის გადის შეუღებავ ობიექტებში, იცვლება სინათლის ტალღის ფაზა, რომელიც გამოიყენება მაღალი კონტრასტის გამოსახულების მისაღებად ფაზა-კონტრასტული და ინტერფერენციული მიკროსკოპით. კონტრასტის გასაზრდელად, ფაზის რგოლები დაფარულია ლითონისგან, რომელიც შთანთქავს პირდაპირ სინათლეს ფაზურ ცვლაზე გავლენის გარეშე. მიკროსკოპის ოპტიკური სისტემა იყენებს სპეციალურ კონდენსატორს დიაფრაგმის რევოლვერით და ცენტრირების მოწყობილობით; მიზნები შეიცვალა ჩაძირვის აპოქრომატული მიზნებით.

პოლარიზაციის მიკროსკოპია უზრუნველყოფს შეუღებავი ანიზოტროპული სტრუქტურების სურათებს (მაგალითად, კოლაგენის ბოჭკოები, მიოფიბრილები ან მიკრობული უჯრედები). მეთოდის პრინციპი ემყარება ობიექტის შესწავლას შუქზე, რომელიც წარმოიქმნება ორი სხივით პოლარიზებული ურთიერთ პერპენდიკულარულ სიბრტყეებში.

ინტერფერენციული მიკროსკოპია აერთიანებს ფაზის კონტრასტის და პოლარიზაციის მიკროსკოპის პრინციპებს. მეთოდი გამოიყენება შეუღებავი ობიექტების კონტრასტული სამგანზომილებიანი გამოსახულების მისაღებად. მეთოდის პრინციპი ემყარება მიკროსკოპში სინათლის ნაკადის გაყოფას; ერთი სხივი გადის ობიექტზე, მეორე - მის გვერდით. ორივე სხივი დაკავშირებულია ოკულართან და ხელს უშლის ერთმანეთს.

ლუმინესცენციის მიკროსკოპია.მეთოდი დაფუძნებულია ზოგიერთი ნივთიერების უნარზე ანათებს მოკლე ტალღის გამოსხივების ზემოქმედებისას. ამ შემთხვევაში, გამოსხივებული სინათლის ტალღები უფრო გრძელია ვიდრე ტალღა, რომელიც იწვევს ბზინვარებას. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ფლუორესცენტური ობიექტები შთანთქავს ერთი ტალღის სიგრძის შუქს და ასხივებს შუქს სპექტრის სხვა რეგიონში. მაგალითად, თუ ინდუქციური გამოსხივება ლურჯია, მაშინ გამოსხივება შეიძლება იყოს წითელი ან ყვითელი. ეს ნივთიერებები (ფლუორესცეინის იზოციანატი, აკრიდინის ფორთოხალი, როდამინი და ა.შ.) გამოიყენება ფლუორესცენტულ საღებავებად ფლუორესცენტურ (ლუმინესცენტურ) ობიექტებზე დასაკვირვებლად. ფლუორესცენტულ მიკროსკოპში წყაროდან (ულტრა მაღალი წნევის ვერცხლისწყლის ნათურა) სინათლე გადის ორ ფილტრში. პირველი (ლურჯი) ფილტრი აჩერებს შუქს ნიმუშის წინ და გადასცემს ტალღის სიგრძის შუქს, რომელიც აღძრავს ნიმუშიდან ფლუორესცენციას. მეორე (ყვითელი) ბლოკავს ლურჯ შუქს, მაგრამ გადასცემს ყვითელ, წითელ, მწვანე შუქს, რომელსაც ასხივებს ფლუორესცენტური ობიექტი და აღიქმება თვალით. როგორც წესი, საინტერესო მიკროორგანიზმები შეღებილია უშუალოდ ან AT ან ლექტინების გამოყენებით, რომლებიც მარკირებულია ფტოროქრომებით. წამლები ურთიერთქმედებენ Ag ან ობიექტის სხვა ლიგანდის დამაკავშირებელ სტრუქტურებთან. ლუმინესცენციურმა მიკროსკოპმა იპოვა ფართო გამოყენება იმუნოქიმიური რეაქციების შედეგების ვიზუალიზაციისთვის, რომელიც ეფუძნება ფლუორესცენტურ საღებავებთან მარკირებული AT-ის სპეციფიკურ ურთიერთქმედებას შესწავლილი ობიექტის Ag-თან.