Mikroskopia doma

»: Zvýšené biele krvinky, bakteriálna infekcia, zemiaky obsahujú škrob, hmyz prenáša choroby – tieto a ďalšie podobné výroky počuť odvšadiaľ. Každý deň sa z televíznych obrazoviek, z pier známych, zo stránok novín a časopisov do nášho mozgu dostávajú tie isté informácie. Informácie, ktoré, ako sa môže zdať, sú údelom iba špecialistov - lekárov a biológov. Koniec koncov, tieto problémy riešia vo svojom každodennom živote. Jednoduchý človek dostane len závery z rôznych štúdií, suché slová, ktoré nemajú viditeľnosť. V tomto článku sa pokúsim jednoducho povedať o komplexe. O tom, ako si každý môže priblížiť zdanlivo neuchopiteľný svet buniek a mikroorganizmov.

Už sú to dva roky, čo tento svet sledujem doma, a rok, čo fotografujem. Za ten čas som stihol na vlastné oči vidieť, čo sú to krvinky, čo padá z krídel motýľov a molí, ako bije srdce slimáka. Samozrejme, veľa sa dalo naučiť z učebníc, videoprednášok a tematických webových stránok. Jediné, čo by sa nechytilo, je pocit prítomnosti a blízkosti niečoho, čo nie je voľným okom viditeľné. To, čo sa číta v knihe alebo vidí v televíznej relácii, sa pravdepodobne vo veľmi krátkom čase vymaže z pamäte. To, čo vidíte osobne cez šošovku mikroskopu, vám zostane navždy. A nezostane ani tak obrazom toho, čo videl, ale pochopením, že svet je usporiadaný takto a nie inak. Že to nie sú len slová z knihy, ale osobná skúsenosť. Zážitok, ktorý je teraz dostupný pre každého.

čo kúpiť?

Divadlo začína vešiakom a výskum začína nákupom vybavenia. V našom prípade to bude mikroskop, pretože cez lupu toho veľa neuvidíte. Z hlavných charakteristík mikroskopu „na domáce použitie“ stojí za vyzdvihnutie samozrejme súbor dostupných zväčšení, ktoré sú určené súčinom zväčšení okuláru a objektívu. Nie každá biologická vzorka je vhodná na výskum pri veľkých zväčšeniach. Je to spôsobené tým, že väčšie zväčšenie optického systému znamená menšiu hĺbku ostrosti. V dôsledku toho bude obraz nerovných povrchov lieku čiastočne rozmazaný. Preto je dôležité mať sadu šošovky A okuláre, ktorý umožňuje pozorovanie v celom rozsahu zväčšenia: 10–20×, 40–60×, 100–200×, 400–600×, 900–1000×. Niekedy je opodstatnené zväčšenie 1500x, ktoré sa dosiahne zakúpením 15x okuláru a 100x objektívu. Čokoľvek, čo zväčšuje viac, výrazne nepridá rozlíšenie, pretože pri zväčšeniach asi 2000–2500 × je takzvaný „optický limit“ spôsobený difrakčnými javmi už blízko.

Ďalším dôležitým bodom je typ trysky. Zvyčajne existujú monokulárne, binokulárne a trinokulárne odrody. Princíp klasifikácie je založený na tom, koľko očí sa chcete pozerať na objekt. V prípade monokulárneho systému musíte škúliť, neustále sa meniace oči od únavy pri dlhšom pozorovaní. Tu vám príde na pomoc binokulárny nástavec, na ktorý, ako už názov napovedá, sa môžete pozerať oboma očami. Vo všeobecnosti to bude mať priaznivejší vplyv na pohodu vašich očí. Nemalo by to byť zmätené ďalekohľad so stereomikroskopom. Ten umožňuje dosiahnuť objemové vnímanie pozorovaného objektu vďaka prítomnosti dvoch šošoviek, zatiaľ čo binokulárne mikroskopy jednoducho privádzajú rovnaký obraz do oboch očí. Na snímanie fotografií a videí mikroobjektov budete potrebovať „tretie oko“, konkrétne trysku na inštaláciu fotoaparátu. Mnoho výrobcov vyrába špeciálne kamery pre svoje modely mikroskopov, aj keď môžete použiť bežnú kameru (aj keď budete musieť kúpiť adaptér).

Pozorovanie pri veľkých zväčšeniach vyžaduje dobré osvetlenie kvôli malej apertúre príslušných objektívov. Časy, keď sa liek skúmal vo svetle odrazenom od zrkadla, sú preč. Teraz sú mikroskopy komplexné opticko-mechanicko-elektrické zariadenia, v ktorých sa plne využívajú výdobytky vedeckého a technologického pokroku. Moderné zariadenia majú vlastnú žiarovku, z ktorej sa svetlo šíri cez špeciálne zariadenie - kondenzátor, - ktorý osvetľuje prípravok. V závislosti od typu kondenzora možno rozlíšiť rôzne metódy pozorovania, z ktorých najobľúbenejšie sú metódy svetlého a tmavého poľa. Prvý spôsob, ktorý mnohí poznajú zo školy, predpokladá, že prípravok je zospodu rovnomerne osvetlený. Zároveň sa na tých miestach, kde je liečivo opticky priehľadné, šíri svetlo z kondenzátora do šošovky a v nepriehľadnom médiu sa svetlo pohlcuje, sfarbuje a rozptyľuje. Preto sa získa tmavý obraz na bielom pozadí - odtiaľ názov metódy.

S tmavým kondenzátorom je všetko inak. Je navrhnutý tak, aby z neho vychádzajúce lúče svetla smerovali rôznymi smermi, okrem samotného otvoru šošovky. Preto prechádzajú cez opticky priehľadné médium bez toho, aby sa dostali do zorného poľa pozorovateľa. Na druhej strane lúče, ktoré dopadajú na nepriehľadný predmet, sa na ňom rozptyľujú všetkými smermi, teda aj smerom k šošovke. V dôsledku toho bude na tmavom pozadí viditeľný svetlý objekt. Tento spôsob pozorovania je vhodný na štúdium priehľadných objektov, ktoré nie sú kontrastné na svetlom pozadí. Štandardne je väčšina mikroskopov v jasnom poli. Preto, ak plánujete rozšíriť rozsah metód pozorovania, mali by ste si vybrať modely mikroskopov, ktoré umožňujú inštaláciu dodatočného vybavenia: kondenzátory, zariadenia na fázový kontrast, polarizátory atď.

Ako viete, optické systémy nie sú ideálne: prechod svetla cez ne je spojený so skreslením obrazu - aberácie. Šošovky a okuláre sa preto snažia vyrobiť tak, aby tieto aberácie boli čo najviac eliminované. To všetko ovplyvňuje ich konečnú cenu. Z dôvodu ceny a kvality má zmysel kupovať planárne achromatické šošovky. Používajú sa pri odbornom výskume a majú adekvátnu cenu. Objektívy s veľkým zväčšením (napríklad 100x) majú číselnú apertúru väčšiu ako 1, z čoho vyplýva použitie oleja pri pozorovaní – tzv. ponorenie. Ak teda okrem „suchých“ šošoviek beriete aj imerzné šošovky, mali by ste sa o imerzný olej postarať vopred. Jeho index lomu musí nevyhnutne zodpovedať vašej konkrétnej šošovke.

Samozrejme, toto nie je celý zoznam parametrov, ktoré by ste mali zvážiť pri kúpe mikroskopu. Niekedy je dôležité venovať pozornosť dizajnu a umiestneniu javiska a rukovätí na jeho ovládanie. Oplatí sa vybrať typ iluminátora, ktorým môže byť buď obyčajná žiarovka, alebo LED, ktorá svieti jasnejšie a menej sa zahrieva. Mikroskopy môžu mať tiež individuálne vlastnosti. Ale to hlavné, čo by sa malo o ich zariadení povedať, možno už bolo povedané. Každá ďalšia možnosť je pripočítaním ceny, takže výber modelu a konfigurácie je úlohou koncového používateľa.

V poslednej dobe je trendom kupovania mikroskopov pre deti. Takýmito prístrojmi sú obyčajne monokuláry s malou sadou objektívov a skromnými parametrami, sú lacné a môžu slúžiť ako dobrý východiskový bod nielen pre priame pozorovania, ale aj pre oboznámenie sa so základnými princípmi fungovania mikroskopu. Potom si už dieťa bude môcť kúpiť vážnejšie zariadenie na základe záverov urobených pri práci s „rozpočtovým“ modelom.

Ako sa pozerať?

Amatérske pozorovanie si nevyžaduje výnimočné zručnosti ani pri práci s mikroskopom, ani pri príprave preparátov. Samozrejme, môžete si kúpiť ďaleko od lacných súprav hotových prípravkov, ale potom pocit vašej osobnej prítomnosti v pracovni nebude taký jasný a hotové prípravky vás skôr či neskôr omrzia. Preto po zakúpení mikroskopu stojí za to premýšľať o skutočných objektoch na pozorovanie. Okrem toho budete potrebovať, aj keď špeciálne, ale cenovo dostupné prostriedky na prípravu prípravkov.

Pozorovanie v prechádzajúcom svetle predpokladá, že skúmaný objekt je dostatočne tenký. Dokonca ani každá šupka z bobúľ alebo ovocia sama o sebe nemá potrebnú hrúbku, preto sa rezy skúmajú mikroskopicky. Doma sa dajú pomerne primerané rezy urobiť bežnými holiacimi čepeľami. S určitou zručnosťou je možné dosiahnuť hrúbku rezu niekoľkých vrstiev buniek, čo výrazne zvýši diferenciáciu vzorových objektov. V ideálnom prípade by ste mali pracovať s jednobunkovou vrstvou tkaniva, pretože niekoľko vrstiev buniek na seba navrstvených vytvára rozmazaný a chaotický obraz.

Testovaný prípravok sa umiestni na podložné sklíčko a v prípade potreby sa prikryje krycím sklíčkom. Preto, ak okuliare nie sú súčasťou mikroskopu, mali by ste ich zakúpiť samostatne. Môžete to urobiť v najbližšom obchode so zdravotníckym vybavením. Nie každý prípravok však dobre priľne na sklo, preto sa používajú fixačné metódy. Hlavné upevňovacie prvky sú oheň a alkohol. Prvá metóda vyžaduje určitú zručnosť, pretože liek môžete jednoducho „spáliť“. Druhý spôsob je často opodstatnenejší. Nie vždy je možné získať čistý alkohol, takže si v lekárni môžete kúpiť antiseptikum ako náhradu, čo je v skutočnosti alkohol s nečistotami. Oplatí sa tam kúpiť aj jód a zeleň. Tieto dezinfekčné prostriedky, ktoré poznáme, sa v skutočnosti ukazujú ako dobré farbivá do prípravkov. Nie každá droga totiž na prvý pohľad odhalí svoju podstatu. Niekedy potrebuje „pomôcť“ tónovaním svojich tvarových prvkov: jadro, cytoplazmu, organely.

Na odber vzoriek krvi by ste si mali kúpiť vertikutátory, pipety a vatu. To všetko sa predáva v lekárňach a lekárňach. Okrem toho, ak chcete zbierať predmety z voľnej prírody, zásobte sa malými vreckami a pohármi. Zobrať si so sebou nádobu na naberanie vody z najbližšej vodnej plochy, keď idete do prírody, by sa pre vás malo stať dobrým zvykom.

čo pozerať?

Mikroskop je zakúpený, nástroje sú zakúpené - je čas začať. A mali by ste začať s tým najdostupnejším. Čo môže byť dostupnejšie ako cibuľová šupka (obr. 1 a 2)? Cibuľová šupka, ktorá je sama o sebe tenká, je tónovaná jódom a odhaľuje vo svojej štruktúre jasne diferencované jadrá. Túto skúsenosť, dobre známu zo školy, možno stojí za to urobiť ako prvú. Samotná cibuľová šupka musí byť naliata jódom a ponechaná 10-15 minút na farbenie, potom ju musíte opláchnuť pod tečúcou vodou.

Okrem toho je možné použiť jód na farbenie zemiakov (obr. 3). Nezabudnite, že rez musí byť čo najtenší. Doslova 5-10 minút vystavenia zemiakového rezu v jóde ukáže vrstvy škrobu, ktoré zmodrajú. Jód je pomerne všestranné farbivo. Môžu zafarbiť širokú škálu prípravkov.

Obrázok 1. Cibuľová šupka(zväčšenie: 1000×). Zafarbené jódom. Na fotografii je jadro v bunke diferencované.

Obrázok 2. Cibuľová šupka(zväčšenie: 1000×). Morené Azur-Eozínom. Na fotografii sa jadierko diferencuje v jadre.

Obrázok 3. Zrnká škrobu v zemiakoch(zväčšenie: 100×). Zafarbené jódom.

Na balkónoch obytných budov sa často hromadí veľké množstvo mŕtvol lietajúceho hmyzu. Neponáhľajte sa ich zbaviť: môžu slúžiť ako cenný materiál pre výskum. Ako môžete vidieť na fotografiách, zistíte, že krídla hmyzu sú chlpaté (obrázok 4-6). Hmyz to potrebuje, aby sa krídla nenamočili. Kvôli vysokému povrchovému napätiu nemôžu kvapky vody „prepadnúť“ cez chĺpky a dotknúť sa krídla.

Tento jav sa nazýva hydrofóbnosť. Podrobne sme o tom hovorili v článku "Fyzická hydrofóbia". - Ed.

Obrázok 4. Lienkove krídlo(zväčšenie: 400×).

Obrázok 5. Bibionidné krídlo(zväčšenie: 400×).

Obrázok 6. Krídlo motýľa hlohu(zväčšenie: 100×).

Ak ste sa niekedy dotkli krídla motýľa alebo nočného motýľa, pravdepodobne ste si všimli, že z neho odlietava nejaký „prach“. Fotografie jasne ukazujú, že tento prach sú šupiny z ich krídel (obr. 7). Majú iný tvar a dajú sa celkom ľahko odtrhnúť.

Okrem toho môžete povrchne študovať štruktúru končatín článkonožcov (obr. 8), zvážiť chitínové filmy - napríklad na chrbte švábov (obr. 9). Pri správnom zväčšení sa možno presvedčiť, že takéto filmy pozostávajú z pevne priľnutých (možno zrastených) vločiek.

Obrázok 7. Šupiny z krídel nočného motýľa(zväčšenie: 400×).

Obrázok 8. Pavúčia končatina(zväčšenie: 100×).

Obrázok 9. Film na chrbte švába(zväčšenie: 400×).

Ďalšia vec, ktorú treba sledovať, je šupka bobúľ a ovocia (obr. 10 a 11). Nie všetky plody a bobule majú šupku prijateľnú na pozorovanie mikroskopom. Buď jej bunková štruktúra nemusí byť rozlíšiteľná, alebo jej hrúbka neumožní dosiahnuť jasný obraz. Tak či onak, musíte urobiť veľa pokusov, kým získate dobrý liek. Budete musieť pretriediť rôzne odrody hrozna – napríklad nájsť také, ktoré má v šupke farbiace látky, ktoré by „labili oči“, alebo urobiť niekoľko rezov šupky slivky, kým nedosiahnete jednobunková vrstva. V každom prípade bude odmena za vykonanú prácu hodná.

Obrázok 10. Šupka čierneho hrozna(zväčšenie: 1000×).

Obrázok 11. Šupka slivky(zväčšenie: 1000×).

Obrázok 12. List ďateliny(zväčšenie: 100×). Niektoré bunky obsahujú tmavočervený pigment.

Celkom dostupným objektom na výskum je zeleň: tráva, riasy, lístie (obr. 12 a 13). Ale napriek všadeprítomnosti nie je výber a príprava dobrej vzorky taká jednoduchá.

Najzaujímavejšie na zeleni sú snáď chloroplasty (obrázky 14 a 15). Preto musí byť rez extrémne tenký. Zelené riasy nachádzajúce sa v akýchkoľvek otvorených nádržiach majú často prijateľnú hrúbku.

Obrázok 13. List jahôd(zväčšenie: 40×). Obrázok 16. Plávajúce riasy s bičíkom(zväčšenie: 400×).

Obrázok 17. Mláďa slimáka(zväčšenie: 40×).

Obrázok 18. Krvný náter. Farbené Azur-Eozínom podľa Romanovského (zväčšenie: 1000×). Fotografia ukazuje eozinofil na pozadí erytrocytov.

sám vedec

Video 1. Tlkot srdca slimáka(zväčšenie optického mikroskopu 100×).

Po štúdiu jednoduchých a cenovo dostupných liekov je prirodzenou túžbou skomplikovať pozorovacie techniky a rozšíriť triedu skúmaných objektov. Na to budete potrebovať po prvé literatúru o špeciálnych metódach výskumu a po druhé špeciálne nástroje. Tieto nástroje, aj keď sú špecifické pre každý typ objektu, majú stále určitú všeobecnosť a univerzálnosť. Napríklad známy spôsob farbenia podľa Grama, kedy sa rôzne druhy baktérií po farbení farebne odlíšia, sa dá použiť aj pri farbení iných, nebakteriálnych buniek. Blízko je v skutočnosti aj spôsob farbenia krvných náterov podľa Romanovského. V predaji je hotové tekuté farbivo aj prášok pozostávajúci z farbív ako azúr a eozín. Všetky farbivá je možné zakúpiť v špecializovaných biomedicínskych predajniach alebo objednať online. Ak z nejakého dôvodu nemôžete dostať krvné farbivo, môžete požiadať laboranta, ktorý vám v nemocnici robí krvný test, aby vám k rozboru priložil pohár so zafarbeným náterom vašej krvi.

V pokračovaní témy testovania krvi nemožno nespomenúť Goryaevovu kameru - zariadenie na počítanie krviniek. Kamera Goryaev, ktorá je dôležitým nástrojom na hodnotenie počtu erytrocytov v krvi v časoch, keď neexistovali žiadne zariadenia na automatickú analýzu jej zloženia, vám tiež umožňuje merať veľkosť objektov vďaka označeniu, ktoré sa na ňu aplikuje so známymi veľkosti divízií. Metódy na vyšetrenie krvi a iných tekutín pomocou Goryaevovej kamery sú opísané v špeciálnej literatúre.

Záver

V tomto článku som sa pokúsil zvážiť hlavné body týkajúce sa výberu mikroskopu, improvizovaných prostriedkov a hlavných tried objektov na pozorovanie, ktoré sa dajú ľahko stretnúť v každodennom živote av prírode. Ako už bolo spomenuté, špeciálne pozorovacie nástroje si vyžadujú aspoň základné zručnosti pri práci s mikroskopom, preto ich prehľad presahuje rámec tohto článku. Ako je vidieť z fotografií, mikroskopia sa môže stať príjemným koníčkom a pre niekoho možno aj umením.

V modernom svete, kde sú rôzne technické prostriedky a zariadenia v dochádzkové vzdialenosti, sa každý sám rozhoduje, na čo minie svoje peniaze. Z dôvodov zábavy to môže byť drahý notebook alebo televízor s prehnanou veľkosťou uhlopriečky. Sú však aj takí, ktorí odvrátia pohľad od obrazoviek a nasmerujú ho buď ďaleko do vesmíru, zaobstarajú si ďalekohľad, alebo pri pohľade do okuláru mikroskopu preniknú hlboko dovnútra. Vo vnútri prírody, ktorej sme súčasťou.

Literatúra

1. Landsberg G.S. (2003). Optika. § 92 (str. 301);
2. Gurevič A.A. (2003). Sladkovodné riasy;
3. Kozinets G.I. (1998). Atlas krviniek a kostnej drene;
4. Korzhevsky D.E. (2010). Základy histologickej techniky..