Mikroskopija mājās

»: Paaugstināts balto asins šūnu skaits, bakteriāla infekcija, kartupeļi satur cieti, kukaiņi pārnēsā slimības - šos un citus līdzīgus apgalvojumus var dzirdēt no visur. Katru dienu no TV ekrāniem, no paziņu lūpām, no avīžu un žurnālu lapām mūsu smadzenēs nonāk viena un tā pati informācija. Informācija, kas, kā var šķist, ir tikai speciālistu - mediķu un biologu - daudz. Galu galā viņi ikdienā risina šos jautājumus. Vienkāršs cilvēks no noteiktiem pētījumiem iegūst tikai secinājumus, sausus vārdus, kuriem nav redzamības. Šajā rakstā es mēģināšu vienkārši pastāstīt par kompleksu. Par to, kā katrs var sev tuvināt šķietami netveramo šūnu un mikroorganismu pasauli.

Ir pagājuši divi gadi, kad es šo pasauli vēroju mājās, un gads, kopš nodarbojos ar fotogrāfijām. Šajā laikā man izdevās savām acīm redzēt, kas ir asins šūnas, kas krīt no tauriņu un kožu spārniem, kā pukst gliemeža sirds. Protams, daudz ko varēja uzzināt no mācību grāmatām, videolekcijām un tematiskajām vietnēm. Vienīgais, kas nebūtu smelts, ir klātbūtnes un tuvuma sajūta kaut kam, kas nav redzams ar neapbruņotu aci. Grāmatā lasītais vai televīzijas pārraidē redzētais, visticamāk, ļoti īsā laikā tiks izdzēsts no atmiņas. Tas, kas ir personīgi redzams caur mikroskopa lēcu, paliks ar jums uz visiem laikiem. Un paliks ne tik daudz priekšstats par to, ko viņš redzēja, bet gan izpratne, ka pasaule ir iekārtota tā, nevis citādi. Ka tie nav tikai vārdi no grāmatas, bet gan personīgā pieredze. Pieredze, kas tagad ir pieejama ikvienam.

Ko pirkt?

Teātris sākas ar pakaramo, un pētniecība sākas ar aprīkojuma iegādi. Mūsu gadījumā tas būs mikroskops, jo caur palielināmo stiklu neko daudz nevar redzēt. No mikroskopa "lietošanai mājās" galvenajām īpašībām ir vērts izcelt, protams, pieejamo palielinājumu komplektu, ko nosaka okulāra un objektīva palielinājumu reizinājums. Ne katrs bioloģiskais paraugs ir piemērots pētījumiem ar lielu palielinājumu. Tas ir saistīts ar faktu, ka lielāks optiskās sistēmas palielinājums nozīmē mazāku lauka dziļumu. Līdz ar to zāļu nelīdzeno virsmu attēls būs daļēji izplūdis. Tāpēc ir svarīgi, lai būtu komplekts lēcas un okulāri, kas ļauj novērot visā palielinājuma diapazonā: 10–20×, 40–60×, 100–200×, 400–600×, 900–1000×. Dažkārt attaisnojas 1500x palielinājums, ko panāk, iegādājoties 15x okulāru un 100x objektīvu. Viss, kas palielina lielāku izšķirtspēju, manāmi nepalielinās, jo pie aptuveni 2000–2500 × palielinājuma tā sauktā “optiskā robeža” difrakcijas parādību dēļ jau ir tuvu.

Nākamais svarīgais punkts ir sprauslas veids. Parasti ir monokulāras, binokulāras un trinokulāras šķirnes. Klasifikācijas princips ir balstīts uz to, cik acu uz objektu vēlaties skatīties. Monokulārās sistēmas gadījumā jums ir jāšķiebjas, nepārtraukti mainot acis no noguruma ilgstošas ​​​​vērošanas laikā. Šeit jums palīdzēs binokulārais stiprinājums, uz kuru, kā norāda nosaukums, varat skatīties ar abām acīm. Kopumā tas labvēlīgāk ietekmēs jūsu acu labsajūtu. Nevajadzētu sajaukt binoklis ar stereo mikroskopu. Pēdējais ļauj sasniegt novērotā objekta tilpuma uztveri divu lēcu klātbūtnes dēļ, savukārt binokulārie mikroskopi vienkārši padod vienu un to pašu attēlu abām acīm. Mikroobjektu foto un video uzņemšanai būs nepieciešama “trešā acs”, proti, uzgalis kameras uzstādīšanai. Daudzi ražotāji saviem mikroskopu modeļiem ražo īpašas kameras, lai gan jūs varat izmantot parasto kameru (lai gan jums būs jāiegādājas adapteris).

Novērošanai ar lielu palielinājumu ir nepieciešams labs apgaismojums, jo atbilstošo objektīvu diafragmas atvērums ir mazs. Ir pagājuši tie laiki, kad zāles izmeklēja gaismā, kas atstarojās no spoguļa. Tagad mikroskopi ir sarežģītas optiski-mehāniski-elektriskas ierīces, kurās pilnībā tiek izmantoti zinātnes un tehnikas progresa sasniegumi. Mūsdienu ierīcēm ir sava spuldze, no kuras gaisma izplatās caur īpašu ierīci - kondensators, - kas izgaismo zāles. Atkarībā no kondensatora veida var izdalīt dažādas novērošanas metodes, no kurām populārākās ir gaišā un tumšā lauka metodes. Pirmā metode, kas daudziem pazīstama no skolas, paredz, ka preparāts tiek vienmērīgi apgaismots no apakšas. Tajā pašā laikā tajās vietās, kur zāles ir optiski caurspīdīgas, gaisma izplatās no kondensatora uz lēcu, un necaurspīdīgā vidē gaisma tiek absorbēta, kļūst krāsaina un izkliedēta. Tāpēc uz balta fona tiek iegūts tumšs attēls - no tā izriet metodes nosaukums.

Ar tumšā lauka kondensatoru viss ir savādāk. Tas ir veidots tā, lai no tā izplūstošie gaismas stari būtu vērsti dažādos virzienos, izņemot pašu lēcas atveri. Tāpēc tie iziet cauri optiski caurspīdīgam nesējam, neiekrītot novērotāja redzes laukā. Savukārt stari, kas trāpa necaurspīdīgā objektā, tiek izkliedēti uz tā visos virzienos, arī objektīva virzienā. Tāpēc rezultātā uz tumša fona būs redzams gaišs objekts. Šī novērošanas metode ir piemērota, lai pētītu caurspīdīgus objektus, kas nav kontrastējoši uz gaiša fona. Pēc noklusējuma lielākā daļa mikroskopu ir spilgti lauki. Tāpēc, ja plānojat paplašināt novērošanas metožu klāstu, tad jāizvēlas mikroskopu modeļi, kas paredz papildus aprīkojuma uzstādīšanu: kondensatorus, fāzes kontrastierīces, polarizatorus u.c.

Kā jūs zināt, optiskās sistēmas nav ideālas: gaismas caurlaidība tām ir saistīta ar attēla kropļojumiem - novirzes. Tāpēc viņi cenšas izgatavot lēcas un okulārus tā, lai šīs novirzes pēc iespējas tiktu novērstas. Tas viss ietekmē to galīgās izmaksas. Cenu un kvalitātes apsvērumu dēļ ir lietderīgi iegādāties plāna ahromatiskās lēcas. Tie tiek izmantoti profesionālajā izpētē un tiem ir atbilstoša cena. Objektiem ar lielu palielinājumu (piemēram, 100x) skaitliskā apertūra ir lielāka par 1, kas nozīmē eļļas izmantošanu novērošanā - t.s. iegremdēšana. Tāpēc, ja papildus “sausajām” lēcām ņemat arī iegremdējamās lēcas, par imersijas eļļu jāparūpējas iepriekš. Tā refrakcijas indeksam noteikti jāatbilst jūsu konkrētajam objektīvam.

Protams, tas nav viss parametru saraksts, kas jāņem vērā, pērkot mikroskopu. Dažreiz ir svarīgi pievērst uzmanību skatuves dizainam un atrašanās vietai un rokturiem, lai to vadītu. Ir vērts izvēlēties apgaismotāja veidu, kas var būt vai nu parasta kvēlspuldze, vai LED, kas spīd spožāk un silda mazāk. Arī mikroskopiem var būt individuālas iezīmes. Bet galvenais, kas būtu jāsaka par viņu ierīci, iespējams, ir pateikts. Katra papildu opcija ir piemaksa cenai, tāpēc modeļa un konfigurācijas izvēle ir gala lietotāja ziņā.

Pēdējā laikā ir vērojama tendence iegādāties mikroskopus bērniem. Šādas ierīces parasti ir monokulāri ar nelielu objektīvu komplektu un pieticīgiem parametriem, tie ir lēti un var kalpot kā labs sākumpunkts ne tikai tiešiem novērojumiem, bet arī mikroskopa darbības pamatprincipu iepazīšanai. Pēc tam bērns jau varēs iegādāties nopietnāku ierīci, pamatojoties uz secinājumiem, kas izdarīti, strādājot ar "budžeta" modeli.

Kā skatīties?

Amatieru novērošana neprasa izcilas prasmes ne darbā ar mikroskopu, ne sagatavošanu. Protams, jūs varat iegādāties ne tuvu lētus gatavu preparātu komplektus, taču tad jūsu personīgās klātbūtnes sajūta kabinetā nebūs tik spilgta, un agri vai vēlu gatavie preparāti apniks. Tāpēc, iegādājoties mikroskopu, ir vērts domāt par reāliem objektiem novērošanai. Turklāt preparātu sagatavošanai jums būs nepieciešami īpaši, bet pieejamie līdzekļi.

Novērošana caurlaidīgā gaismā pieņem, ka pētāmais objekts ir pietiekami plāns. Pat ne katrai ogas vai augļa mizai pati par sevi ir nepieciešamais biezums, tāpēc griezumus izmeklē mikroskopiski. Mājās ar parastajiem skūšanās asmeņiem var veikt diezgan atbilstošus griezumus. Ar zināmām prasmēm ir iespējams sasniegt vairāku šūnu slāņu šķēles biezumu, kas ievērojami palielinās parauga objektu diferenciāciju. Ideālā gadījumā jums vajadzētu strādāt ar vienšūnu audu slāni, jo vairāki šūnu slāņi, kas uzlikti viens otram, rada neskaidru un haotisku attēlu.

Testa preparātu novieto uz stikla priekšmetstikliņa un, ja nepieciešams, pārklāj ar segstikliņu. Tāpēc, ja brilles nav iekļautas mikroskopa komplektā, tās jāiegādājas atsevišķi. To var izdarīt tuvākajā medicīnas iekārtu veikalā. Taču ne katrs preparāts labi pielīp pie stikla, tāpēc tiek izmantotas fiksācijas metodes. Galvenie stiprinājumi ir uguns un alkohols. Pirmā metode prasa noteiktas prasmes, jo jūs varat vienkārši "sadedzināt" zāles. Otrais veids bieži vien ir vairāk pamatots. Ne vienmēr ir iespējams iegūt tīru alkoholu, tāpēc aptiekā kā aizstājēju var iegādāties antiseptisku līdzekli, kas patiesībā ir spirts ar piemaisījumiem. Tur arī ir vērts iegādāties jodu un zaļumus. Šie mums pazīstamie dezinfekcijas līdzekļi patiesībā izrādās labas krāsvielas preparātiem. Galu galā ne katra narkotika atklāj savu būtību no pirmā acu uzmetiena. Dažreiz viņam ir “jāpalīdz”, ietonējot viņa formas elementus: kodolu, citoplazmu, organellus.

Lai ņemtu asins paraugus, jāiegādājas skarifikatori, pipetes un vate. Tas viss ir pārdošanā medicīnas veikalos un aptiekās. Turklāt, lai savāktu priekšmetus no savvaļas, krājiet nelielus maisiņus un burkas. Līdzi ņemšanai burciņai ūdens savākšanai no tuvākās ūdenstilpnes, dodoties dabā, jākļūst par labu ieradumu.

Ko skatīties?

Mikroskops iegādāts, instrumenti iegādāti - laiks sākt. Un jums vajadzētu sākt ar vispieejamāko. Kas var būt pieejamāks par sīpolu mizu (1. un 2. att.)? Tā kā sīpola miza pati par sevi ir plāna, joda tonēta, tā savā struktūrā atklāj skaidri diferencētus kodolus. Šo pieredzi, kas labi zināma no skolas laikiem, iespējams, ir vērts apgūt vispirms. Pati sīpola miza jāpārlej ar jodu un jāatstāj 10-15 minūtes notraipīties, pēc tam to jānoskalo zem tekoša ūdens.

Turklāt jodu var izmantot kartupeļu krāsošanai (3. att.). Neaizmirstiet, ka griezumam jābūt pēc iespējas plānākam. Burtiski 5–10 minūtes, kad kartupeļu šķēle tiek pakļauta joda iedarbībai, parādīsies cietes slāņi, kas kļūs zili. Jods ir diezgan daudzpusīga krāsviela. Tie var iekrāsot plašu preparātu klāstu.

1. attēls. Sīpolu miza(palielinājums: 1000×). Nokrāsots ar jodu. Fotogrāfijā šūnas kodols ir diferencēts.

Attēls 2. Sīpolu miza(palielinājums: 1000×). Nokrāsots ar Azur-Eosin. Fotogrāfijā kodols kodolā diferencējas.

3. attēls. Cietes graudi kartupeļos(palielinājums: 100×). Nokrāsots ar jodu.

Uz dzīvojamo ēku balkoniem bieži sakrājas liels skaits lidojošu kukaiņu līķu. Nesteidzieties no tiem atbrīvoties: tie var kalpot kā vērtīgs materiāls pētniecībai. Kā redzams no fotogrāfijām, jūs redzēsiet, ka kukaiņu spārni ir spalvaini (4.-6. attēls). Kukaiņiem tas ir vajadzīgs, lai spārni nesamirktu. Lielā virsmas spraiguma dēļ ūdens pilieni nevar “izbirt” cauri matiņiem un pieskarties spārnam.

Šo fenomenu sauc hidrofobitāte. Mēs par to detalizēti runājām rakstā "Fiziskā hidrofobija". - Ed.

4. attēls. Mārītes spārns(palielinājums: 400×).

5. attēls. Bibionīda spārns(palielinājums: 400×).

6. attēls. Hawthorn Butterfly Wing(palielinājums: 100×).

Ja kādreiz esat pieskāries tauriņa vai kodes spārnam, tad droši vien pamanījāt, ka no tā nolido kaut kādi “putekļi”. Fotogrāfijās skaidri redzams, ka šie putekļi ir zvīņas no to spārniem (7. att.). Tiem ir cita forma, un tos ir diezgan viegli noplēst.

Turklāt jūs varat virspusēji izpētīt posmkāju ekstremitāšu struktūru (8. att.), apsvērt hitīna plēves - piemēram, uz prusaka muguras (9. att.). Pareizi palielinot, var pārliecināties, ka šādas plēves sastāv no cieši pielipušām (iespējams, kausētām) pārslām.

7. attēls. Zvīņas no kodes spārniem(palielinājums: 400×).

8. attēls. Zirnekļa ekstremitāte(palielinājums: 100×).

9. attēls. Plēve uz prusaka muguras(palielinājums: 400×).

Nākamais, kas jāvēro, ir ogu un augļu mizas (10. un 11. att.). Ne visiem augļiem un ogām ir mikroskopa novērošanai pieņemama miza. Vai nu tā šūnu struktūra var nebūt diferencējama, vai arī tās biezums neļaus iegūt skaidru attēlu. Vienā vai otrā veidā jums ir jāveic daudz mēģinājumu, pirms iegūstat labu narkotiku. Nāksies šķirot dažādas vīnogu šķirnes – piemēram, lai atrastu tādu ar krāsvielām mizā, kas būtu "acij tīkams" vai plūmei jāveic vairāki mizas griezumi, līdz panāksiet. vienšūnu slānis. Jebkurā gadījumā atlīdzība par padarīto darbu būs cienīga.

10. attēls. Melno vīnogu miza(palielinājums: 1000×).

11. attēls. Plūmju miza(palielinājums: 1000×).

12. attēls. Āboliņa lapa(palielinājums: 100×). Dažas šūnas satur tumši sarkanu pigmentu.

Diezgan pieejams izpētes objekts ir apstādījumi: zāle, aļģes, lapas (12. un 13. att.). Bet, neskatoties uz visuresamību, laba parauga izvēle un sagatavošana nav tik vienkārša.

Visinteresantākais apstādījumos, iespējams, ir hloroplasti (14. un 15. attēls). Tāpēc griezumam jābūt īpaši plānam. Bieži vien zaļajām aļģēm, kas atrodamas jebkurā atklātā ūdenskrātuvē, ir pieņemams biezums.

Attēls 13. Zemeņu lapa(palielinājums: 40×). 16. attēls. Peldošās aļģes ar karogu(palielinājums: 400×).

17. attēls. Gliemežu mazulis(palielinājums: 40×).

18. attēls. Asins uztriepe. Nokrāsots ar Azur-Eosin saskaņā ar Romanovski (palielinājums: 1000×). Fotoattēlā redzams eozinofīls uz eritrocītu fona.

pats zinātnieks

Video 1. Gliemežu sirdspuksti(optiskā mikroskopa palielinājums 100×).

Pēc vienkāršu un pieejamu zāļu izpētes dabiska vēlme ir sarežģīt novērošanas metodes un paplašināt pētāmo objektu klasi. Lai to izdarītu, pirmkārt, jums būs nepieciešama literatūra par īpašām pētniecības metodēm un, otrkārt, īpaši instrumenti. Šie rīki, lai gan tie ir specifiski katram objekta veidam, joprojām ir vispārīgi un universāli. Piemēram, plaši pazīstamā Grama krāsošanas metode, kad dažāda veida baktērijas pēc iekrāsošanas tiek atšķirtas pēc krāsām, var tikt izmantota arī citu, nebaktēriju šūnu krāsošanā. Tuva tai faktiski ir asins uztriepes krāsošanas metode pēc Romanovska teiktā. Pārdošanā ir gan gatava šķidra krāsviela, gan pulveris, kas sastāv no tādām krāsvielām kā debeszils un eozīns. Visas krāsvielas var iegādāties specializētos biomedicīnas veikalos vai pasūtīt tiešsaistē. Ja kāda iemesla dēļ nevarat iegūt asins krāsvielu, varat lūgt laborantam, kurš slimnīcā veic asins analīzi, lai analīzei pievienotu glāzi ar iekrāsotu jūsu asins uztriepi.

Turpinot asins analīžu tēmu, nevar nepieminēt Gorjajeva kameru - ierīci asins šūnu skaitīšanai. Tā kā Gorjajeva kamera ir svarīgs rīks eritrocītu skaita noteikšanai asinīs tajos laikos, kad nebija ierīču tā sastāva automātiskai analīzei, tā ļauj arī izmērīt objektu izmērus, pateicoties tai uzliktajam marķējumam ar zināmu. dalījumu izmēri. Asins un citu šķidrumu izmeklēšanas metodes, izmantojot Gorjajeva kameru, ir aprakstītas speciālajā literatūrā.

Secinājums

Šajā rakstā es mēģināju apsvērt galvenos punktus, kas saistīti ar mikroskopa izvēli, improvizētiem līdzekļiem un galvenajām novērošanas objektu klasēm, kuras ir viegli sastapt ikdienā un dabā. Kā jau minēts, īpašiem novērošanas instrumentiem ir nepieciešamas vismaz pamatprasmes darbā ar mikroskopu, tāpēc to apskats ir ārpus šī raksta. Kā redzams no fotogrāfijām, mikroskopija kādam var kļūt par patīkamu hobiju un varbūt pat par mākslu.

Mūsdienu pasaulē, kur pastaigas attālumā atrodas dažādi tehniskie līdzekļi un ierīces, katrs pats izlemj, kam tērēt savu naudu. Izklaides nolūkos tas var būt dārgs klēpjdators vai televizors ar satriecošu diagonāles izmēru. Bet ir arī tādi, kas novērš skatienu no ekrāniem un virza vai nu tālu kosmosā, iegūstot teleskopu, vai, ieskatoties mikroskopa okulārā, iekļūst dziļi iekšā. Dabas iekšienē, kuras daļa mēs esam.

Literatūra

1. Landsbergs G.S. (2003). Optika. § 92 (301. lpp.);
2. Gurevičs A.A. (2003). Saldūdens aļģes;
3. Kozinets G.I. (1998). Asins šūnu un kaulu smadzeņu atlants;
4. Korževskis D.E. (2010). Histoloģiskās tehnikas pamati..