Ar kuru mikroskopu var redzēt baktērijas

Baktēriju struktūra ir daudz vienkāršāka un viendabīgāka nekā visvienkāršākā, un šeit nav tik daudz formu kā ciliātiem. Tomēr šī struktūras vienveidība un vienkāršība padara baktērijas par ļoti labu modeli daudziem eksperimentiem. Vīrusi ir vēl vienkāršāki un tāpēc pat labāki kā modelis. Bet par tiem - vēlāk, īpašā nodaļā.

Lai aplūkotu dzīvās baktērijas, jums un man būs jāmeklē spēcīgāki un sarežģītāki mikroskopi nekā tie, kurus var izmantot skropstu audzēju apskatei. Bez 600-800 reižu palielinājuma neiztikt.

Bet avots, kurā vienmēr var atrast dažādas baktērijas, vienmēr ir pieejams. Šī ir tava mute. Noskrāpējiet aplikumu un samaisiet to ar ūdens vai siekalu pilienu uz stikla priekšmetstikliņa. Tas ir pietiekami, lai jūs varētu iepazīties ar galvenajām baktēriju formām.

Ja paskatās uz tiem caur parastu mikroskopu, ko izmanto medicīnas un bioloģiskās laboratorijās, jūs, iespējams, būsiet vīlušies. Pelēcīgi, ar izplūdušām kontūrām, būs redzami pavisam mazi kociņi, bumbiņas, diegi. Vai tos var salīdzināt ar dīvainām, piemēram, tropu zivīm, ciliātiem?

Tā sauktajā fāzes kontrasta mikroskopā jūs varat redzēt vairāk. Atšķirība starp šo mikroskopu no parastā ir tāda, ka daļiņas, kas ir vienlīdz caurspīdīgas gaismas stariem, bet ar dažādu blīvumu, šeit izskatās citādi: blīvākas ir tumšākas, mazāk blīvas ir gaišākas.

Interesanti ir novērot dzīvās baktērijas tā sauktajā tumšā lauka mikroskopā. Gaismas stari šeit nenonāk caur novērošanas objektu mikroskopa lēcā, bet gan no sāniem. Droši vien esat redzējuši, cik spilgti putekļu daļiņas mirdz saules starā, kas tumšā telpā ir izkļuvis cauri aizkariem vai slēģiem.

Tumšā lauka mikroskopā baktērijas izskatās aptuveni vienādas — kā spilgti punktiņi uz melna vai brūngana fona. Tajā pašā laikā to vispārējās aprises ir nedaudz izplūdušas, bet baktēriju kustība ir skaidri redzama. Un kustības raksturs ļauj atpazīt dažu slimību izraisītājus.

Foto: U.S. Ģeoloģijas dienests

Foto: Umberto Salvagnin

Citām baktērijām nav pārvietošanai nepieciešamo flagellas. Bet tas nenozīmē, ka tie būs nekustīgi mikroskopa redzes laukā. Nē, tev šķitīs, ka baktērijas kustas, visas uzreiz, kā skudras saplēstā skudru pūznī. Taču tā nav patstāvīga, aktīva mikroba kustība, bet gan tā sauktā Brauna kustība.

Jebkuru šķidrumā peldošo sīko daļiņu Brauna kustība (nekādā gadījumā ne tikai mikrobi) ir šī šķidruma molekulu nejaušas termiskās kustības sekas. Molekulas izdara spiedienu uz daļiņu no visām pusēm, un tā, tā sakot, “iezīmē laiku”.

Bet, ja baktērijas ir mobilas zem mikroskopa, tad jūs redzēsiet, cik ātri tās šķērso redzes lauku, sastingst vietā un tad atkal steidzas tālāk. Īpaši interesanti ir vērot spirohetas, līdzīgas atdzīvinātai spirālei no elektriskās plīts. Tās ir tik plānas, ka parastā mikroskopā ir grūti saskatīt dzīvu spirohetu.

Tie ir daudz labāk redzami tumšā lauka mikroskopā. Jūs, iespējams, tos atradīsit zobu aplikumā; tikai labi apskatiet - vislabāk ir meklēt spirohetas to kustības laikā. Viņi vai nu peld, lokoties kā čūskas, vai arī raustās vietā un pat salokās uz pusēm.

Dzīvas baktērijas nav tik ērti aplūkojamas mikroskopā kā mirušās un iekrāsotās baktērijas.

Ar kādu palielinājumu vēlams iegādāties mikroskopu, lai redzētu mikroorganismus ACC?

Sīkāka informācija par šo organismu struktūru tika pētīta precīzi uz krāsotiem preparātiem. Lai notraipītu baktērijas, tās jāuzliek uz stikla (kā saka, jāuzsmērē), jāizžāvē, jāuzsilda uz degļa liesmas (lai šūnas vēlāk nokrāsojas labāk) un uzpilina speciālas krāsas pilienu. uztriepe.

Ja nokļūsti mikrobioloģiskajā laboratorijā, tad, protams, ir dažādu krāsu komplekts. Viens no visizplatītākajiem ir metilēnzilais. Tā kā tā ir daļa no tintes pildspalvas, labākas trūkuma dēļ varat uzkaisīt tintes pilienu uz uztriepes. Pēc 6-8 minūtēm krāsa jānomazgā ar ūdeni un uztriepe jāizžāvē.

Atkarībā no tā, kāda veida baktērijas tika iekrāsotas, zem mikroskopa redzēsiet bumbiņas vai kociņus - taisnas, izliektas vai komata formas. Ķēdes var veidot no kociņiem un bumbiņām. Bumbiņas dažreiz tiek sagrupētas grupās pa četrām, astoņām un sešpadsmit. Dažām nūjām galos ir sabiezējumi, piemēram, sērkociņu galviņai. Šīs ir galvenās baktēriju formas.

Tomēr šāds īss apraksts atgādina kāda filozofa vārdus, kurš definēja cilvēku kā divkājainu bez spalvām. Baktērijās, pat iekrāsotajās vienkāršākajā veidā, var atrast diezgan daudz struktūras iezīmju. Šeit mēs apspriedīsim dažas no šīm funkcijām.

Stieņveida baktērijas dabā ir visizplatītākās. Pats vārds "baktērijas" grieķu valodā nozīmē "stienis". Vienam no visizplatītākajiem mikrobiem, tā sauktajai E. coli, ir gara ovāla forma. E. coli dzīvo resnajā zarnā; vienā gramā cilvēka fekāliju var būt 2-3 miljardi šo mikroorganismu (iedomājieties, cik daudz no tiem nonāk ārējā vidē apdzīvotā vietā!).

Patogēnie mikrobi, dizentērijas, vēdertīfa un paratīfa izraisītāji, pēc formas neatšķiras no Escherichia coli. Sibīrijas mēra izraisītājs ir arī nūja, bet ar nogrieztiem galiem. Sibīrijas mēra baktērijas bieži ir sakārtotas garos pavedienos, ko sauc par ķēdēm.

Stingumkrampju, gāzes gangrēnas un daudzu citu slimību izraisītājiem ir nūju forma.

Dažreiz jūs varat atrast nosaukumu "holēras komats". Patiešām, tā sauktie vibrioni ir kā komats. Tie ietver holēras izraisītāju. Tikai neiedomājieties holēras komatu kurkuļa formā, jo Majakovskim to patika zīmēt "IZAUGSMES logos". Tā drīzāk ir viendabīga biezuma izliekta nūja. Stingri sakot, tas nav pat nūja, bet gan spirāles segments, viens no tās nepilnīgajiem pagriezieniem.

Globulārās baktērijas sauc par koku. Kokus, kas savākti kopās, kas atgādina vīnogas, sauc par stafilokokiem. Dažas no tām, iekļūstot brūcēs vai skrāpējumos, izraisa pūšanu un izraisa nopietnas slimības maziem bērniem.

Daudz nelaimju cilvēkam sagādā streptokoki – mikrobi, kas izskatās pēc kreļļu virtenēm vai rožukronim. Tie izraisa erysipelas, tonsilītu un pat sirds slimības - endokardītu. Koki, kas sakārtoti divās daļās – diplokoki – cilvēkam ir parādā tādas slimības kā meningīts, pneimonija, gonoreja.

Nokrāsotajā uztriepē ir viegli noteikt baktēriju formu, bet nav iespējams izpētīt baktēriju šūnas struktūru visās detaļās. Un, ja mēs vēl daudz zinām par baktēriju uzbūvi, tad tam palīdzēja īpašas to iekrāsošanas un pētīšanas metodes elektronu mikroskopā.

• mikroskopiskā metode: gaismas, fāzes kontrasta, fluorescējoša, elektroniska;
• kultūras metode (bakterioloģiskā, virusoloģiskā);
• bioloģiskā metode (laboratorijas dzīvnieku inficēšana);
• molekulārā ģenētiskā metode (PCR - polimerāzes ķēdes reakcija)
• seroloģiskā metode - mikroorganismu antigēnu vai antivielu noteikšana pret tiem;

Mikroskopijas preparātu sagatavošanas metodes. Ar gaismas mikroskopa palīdzību var pētīt mikroorganismus gan dzīvā, gan krāsainā stāvoklī. Pētot mikrobus dzīvā stāvoklī, var gūt priekšstatu par to lielumu, formu un kustības raksturu. Dažreiz dzīvas šūnas iekšpusē ir redzamas spīdīgas, spēcīgi gaismu laužošas granulas un sporas. Lai pētītu mikrobus dzīvā stāvoklī, tiek sagatavoti nokareno un sasmalcinātu pilienu preparāti. Lai pagatavotu piekarināmo pilienu preparātu (19. att.), ar bakterioloģisku cilpu uz pārklājuma vidus uzklāj nelielu pilienu testa materiāla, kas suspendēts šķidrumā (izotoniskais nātrija hlorīda šķīdums, gaļas-peptona buljons). Tad viņi ņem īpašu glāzi ar caurumu centrā un iesmērē tās malas ar vazelīna eļļu. Pārklājiet testa materiāla pilienu uz pārklājuma ar slīdošo caurumu tā, lai piliens būtu cauruma centrā. Viegli nospiediet stikla priekšmetstikliņu un ātri apgrieziet to otrādi. Pareizi sagatavojot zāles, piliens karājas caurumā. Vazelīna eļļa neļauj tai izžūt.

Sasmalcinātu pilienu preparātu sagatavo, uz stikla priekšmetstikliņa uzklājot šķidrumā suspendēta materiāla pilienu, ko pēc tam pārklāj ar segstikliņu.

GAISMAS OPTISKĀ MIKROSKOPIJA

Gaismas mikroskopijai tiek izmantots mikroskops. optiska ierīce, kas ļauj novērot mazus objektus. Attēla palielinājums tiek panākts, izmantojot kondensatora, objektīva un okulāra lēcu sistēmu. Kondensators, kas atrodas starp gaismas avotu un pētāmo objektu, savāc gaismas starus mikroskopa laukā. Lēca veido mikroskopa lauka attēlu caurules iekšpusē. Okulārs palielina šo attēlu un ļauj acij to uztvert.

Mikroskopija mājās

Mikroskopa izšķirtspējas robežu (minimālo attālumu, kurā var atšķirt divus objektus) nosaka gaismas viļņa garums un lēcu apertūra. Teorētiski iespējamā gaismas mikroskopa izšķirtspējas robeža ir 0,2 µm; reālo izšķirtspēju var palielināt, palielinot optiskās sistēmas apertūru, piemēram, palielinot refrakcijas koeficientu. Šķidruma vides refrakcijas koeficients (imersijas) ir lielāks par gaisa laušanas koeficientu (“=1,0), mikroskopijai tiek izmantoti vairāki imersijas līdzekļi: eļļa, glicerīns, ūdens. Mikroskopa mehāniskajā daļā ietilpst statīvs, priekšmets, makro un mikrometriskās skrūves, caurule, tūbiņas turētājs.

Tumšā lauka mikroskopijaļauj novērot dzīvas baktērijas. Šim nolūkam tiek izmantots tumšā lauka kondensators, kas izceļ nekrāsotā materiāla kontrastējošās struktūras. Pirms darba uzsākšanas gaisma tiek uzstādīta un centrēta uz gaišo lauku, pēc tam tiek noņemts gaišā lauka kondensators un aizstāts ar atbilstošu sistēmu (piemēram, OI-10 vai OI-21). Preparātu gatavo pēc “sasmalcinātas piles” metodes, padarot to pēc iespējas plānāku (seguma biezums nedrīkst būt biezāks par 1 mm). Novērotais objekts izskatās kā apgaismots tumšā laukā. Šajā gadījumā stari no apgaismotāja krīt uz objektu no sāniem, un tikai izkliedēti stari nonāk mikroskopa lēcās. Vazelīna eļļa ir piemērota kā iegremdēšanas šķidrums.

Fāzes kontrasta mikroskopijaļauj pētīt dzīvos un nekrāsotus objektus, palielinot to kontrastu. Gaismai ejot cauri krāsainiem objektiem, mainās gaismas viļņa amplitūda, bet, ejot cauri nekrāsotiem objektiem, mainās gaismas viļņa fāzes, ko izmanto, lai iegūtu augsta kontrasta attēlu fāzu kontrasta un traucējumu mikroskopijā. Lai palielinātu kontrastu, fāzes gredzeni ir pārklāti ar metālu, kas absorbē tiešu gaismu, neietekmējot fāzes nobīdi. Mikroskopa optiskajā sistēmā tiek izmantots īpašs kondensators ar diafragmas revolveri un centrēšanas ierīci; lēcas tiek aizstātas ar iegremdējamām apohromātiskām lēcām.

Polarizējošā mikroskopija ļauj attēlot nekrāsotas anizotropās struktūras (piemēram, kolagēna šķiedras, miofibrillas vai mikroorganismu šūnas). Metodes princips ir balstīts uz objekta izpēti gaismā, ko veido divi stari, kas polarizēti savstarpēji perpendikulārās plaknēs.

Interferences mikroskopija apvieno fāzes kontrasta un polarizācijas mikroskopijas principus. Metode tiek izmantota, lai iegūtu kontrastējošu nekrāsotu objektu trīsdimensiju attēlu. Metodes princips ir balstīts uz gaismas plūsmas bifurkāciju mikroskopā; viens stars iet caur objektu, otrs - tam garām. Abi stari ir savienoti okulārā un traucē viens otru.

Luminiscences mikroskopija. Metode ir balstīta uz dažu vielu spēju mirdzēt, ja tās tiek pakļautas īsviļņu starojumam. Šajā gadījumā izstarotās gaismas viļņi ir garāki par viļņa garumu, kas izraisa spīdumu. Citiem vārdiem sakot, fluorescējoši objekti absorbē viena viļņa garuma gaismu un izstaro gaismu citā spektra reģionā. Piemēram, ja inducējošais starojums ir zils, tad iegūtais spīdums var būt sarkans vai dzeltens. Šīs vielas (fluoresceīna izocianāts, akridīna oranžs, rodamīns u.c.) izmanto kā fluorescējošas krāsvielas fluorescējošu (luminiscējošu) objektu novērošanai. Fluorescējošā mikroskopā gaisma no avota (īpaši augsta spiediena dzīvsudraba spuldze) iziet cauri diviem filtriem. Pirmais (zilais) filtrs aiztur gaismu parauga priekšā un ļauj fluorescēt tāda viļņa garuma gaismai, kas ierosina paraugu. Otrais (dzeltenais) aizkavē zilo gaismu, bet izlaiž dzelteno, sarkano, zaļo gaismu, ko izstaro fluorescējošais objekts un ko uztver acs. Parasti pētītie mikroorganismi tiek iekrāsoti tieši vai ar AT vai ar fluorohromiem marķētu lektīnu palīdzību. Zāles mijiedarbojas ar Ag vai citām objekta ligandu saistošām struktūrām. Luminiscences mikroskopija ir atradusi plašu pielietojumu imūnķīmisko reakciju rezultātu vizualizācijai, pamatojoties uz AT, kas iezīmēta ar fluorescējošām krāsvielām, specifisko mijiedarbību ar pētāmā objekta Ag.