Mikroskopija doma

»: Povišane bele krvne celice, bakterijska okužba, krompir vsebuje škrob, žuželke prenašajo bolezni – te in druge podobne izjave je slišati od vsepovsod. Vsak dan s TV-zaslonov, z ustnic znancev, s strani časopisov in revij v naše možgane prihajajo enake informacije. Informacije, ki so, kot se morda zdi, del samo specialistov - zdravnikov in biologov. Navsezadnje se s temi vprašanji ukvarjajo v vsakdanjem življenju. Preprost človek dobi samo zaključke iz določenih študij, suhoparne besede, ki niso vidne. V tem članku bom poskušal preprosto povedati o kompleksu. O tem, kako si lahko vsak približa na videz izmuzljiv svet celic in mikroorganizmov.

Že dve leti je minilo, ko ta svet gledam doma, in leto dni, odkar ne fotografiram. V tem času sem na lastne oči uspel videti, kaj so krvne celice, kaj pada s kril metuljev in moljev, kako bije srce polža. Seveda bi se dalo veliko naučiti iz učbenikov, video predavanj in tematskih spletnih strani. Edina stvar, ki je ne bi pobrali, je občutek prisotnosti in bližine nečesa, kar ni vidno s prostim očesom. Kar je prebrano v knjigi ali videno v televizijski oddaji, se bo verjetno v zelo kratkem času izbrisalo iz spomina. Kar je osebno videno skozi lečo mikroskopa, bo ostalo z vami za vedno. In ne bo ostala toliko podoba tega, kar je videl, ampak razumevanje, da je svet urejen tako in ne drugače. Da to niso samo besede iz knjige, ampak osebna izkušnja. Izkušnja, ki je zdaj na voljo vsem.

Kaj kupiti?

Gledališče se začne z obešalnikom, raziskovanje pa z nakupom opreme. V našem primeru bo to mikroskop, saj skozi povečevalno steklo ne vidiš veliko. Od glavnih značilnosti mikroskopa "za domačo uporabo" je seveda vredno izpostaviti nabor razpoložljivih povečav, ki jih določa zmnožek povečav okularja in objektiva. Ni vsak biološki vzorec dober za raziskave pri velikih povečavah. To je posledica dejstva, da večja povečava optičnega sistema pomeni manjšo globinsko ostrino. Posledično bo slika neravnih površin zdravila delno zamegljena. Zato je pomembno imeti komplet leče in okularji, ki omogoča opazovanje v celotnem obsegu povečave: 10–20×, 40–60×, 100–200×, 400–600×, 900–1000×. Včasih je upravičena 1500x povečava, ki jo dosežemo z nakupom 15x okularja in 100x objektiva. Vse, kar poveča več, ne bo opazno dodalo ločljivosti, saj je pri povečavah približno 2000–2500 × tako imenovana »optična meja« zaradi difrakcijskih pojavov že blizu.

Naslednja pomembna točka je vrsta šobe. Običajno obstajajo monokularne, binokularne in trinokularne sorte. Načelo razvrščanja temelji na tem, koliko oči želite gledati na predmet. V primeru monokularnega sistema morate med dolgotrajnim opazovanjem mežikati, nenehno spreminjati oči od utrujenosti. Tu vam bo na pomoč priskočil daljnogled nastavek, ki ga, kot pove že ime, lahko gledate z obema očesoma. Na splošno bo to bolj ugodno vplivalo na počutje vaših oči. Ne bi smeli zamenjevati daljnogled s stereo mikroskopom. Slednje omogoča doseganje volumetričnega zaznavanja opazovanega predmeta zaradi prisotnosti dveh leč, medtem ko daljnogledni mikroskopi preprosto prenašajo isto sliko na obe očesi. Za fotografiranje in video snemanje mikro predmetov boste potrebovali "tretje oko", in sicer šobo za namestitev kamere. Mnogi proizvajalci proizvajajo posebne kamere za svoje modele mikroskopov, čeprav lahko uporabite običajno kamero (čeprav boste morali kupiti adapter).

Opazovanje pri velikih povečavah zahteva dobro osvetlitev zaradi majhne zaslonke ustreznih objektivov. Minili so dnevi, ko so zdravilo pregledali v svetlobi, ki se odbija od ogledala. Zdaj so mikroskopi zapletene optično-mehansko-električne naprave, v katerih se v celoti uporabljajo dosežki znanstvenega in tehnološkega napredka. Sodobne naprave imajo lastno žarnico, iz katere se svetloba širi skozi posebno napravo - kondenzator, - ki osvetljuje zdravilo. Glede na vrsto kondenzatorja lahko ločimo različne metode opazovanja, med katerimi sta najbolj priljubljena metoda svetlega in temnega polja. Prva metoda, ki jo mnogi poznajo iz šole, predvideva, da je pripravek enakomerno osvetljen od spodaj. Hkrati se na tistih mestih, kjer je zdravilo optično prozorno, svetloba širi od kondenzatorja do leče, v neprozornem mediju pa se svetloba absorbira, obarva in razprši. Zato dobimo temno sliko na belem ozadju - od tod tudi ime metode.

S kondenzatorjem temnega polja je vse drugače. Zasnovan je tako, da so žarki svetlobe, ki prihajajo iz njega, usmerjeni v različne smeri, razen v samo odprtino leče. Zato prehajajo skozi optično prozoren medij, ne da bi padli v vidno polje opazovalca. Po drugi strani pa se žarki, ki zadenejo neprozoren predmet, razpršijo na njem v vse smeri, tudi v smeri leče. Zato bo na temnem ozadju viden svetel predmet. Ta metoda opazovanja je dobra za preučevanje prozornih predmetov, ki niso kontrastni na svetlem ozadju. Privzeto je večina mikroskopov svetlega polja. Če torej nameravate razširiti nabor metod opazovanja, potem morate izbrati modele mikroskopa, ki predvidevajo namestitev dodatne opreme: kondenzatorji, fazno kontrastne naprave, polarizatorji itd.

Kot veste, optični sistemi niso idealni: prehod svetlobe skozi njih je povezan s popačenjem slike - aberacije. Zato se trudijo izdelati leče in okularje tako, da se te aberacije čim bolj odpravijo. Vse to vpliva na njihovo končno ceno. Zaradi cene in kakovosti je smiselno kupiti načrtne akromatske leče. Uporabljajo se v strokovnih raziskavah in imajo ustrezno ceno. Objektivi z veliko povečavo (na primer 100x) imajo številčno odprtino večjo od 1, kar pomeni uporabo olja pri opazovanju - t.i. potopitev. Če torej poleg “suhih” leč vzamete tudi imersione leče, morate vnaprej poskrbeti za immersion olje. Njegov lomni količnik se mora nujno ujemati z vašo določeno lečo.

Seveda to ni celoten seznam parametrov, ki jih je treba upoštevati pri nakupu mikroskopa. Včasih je pomembno biti pozoren na zasnovo in lokacijo odra ter ročajev za nadzor. Vredno je izbrati vrsto osvetljevalnika, ki je lahko bodisi navadna žarnica ali LED, ki sveti močneje in se manj segreje. Tudi mikroskopi imajo lahko posamezne značilnosti. Toda glavna stvar, ki jo je treba povedati o njihovi napravi, je morda povedano. Vsaka dodatna možnost je dodatek k ceni, zato je izbira modela in konfiguracije stvar končnega uporabnika.

V zadnjem času se pojavlja trend nakupovanja mikroskopov za otroke. Takšne naprave so običajno monokularji z majhnim naborom objektivov in skromnimi parametri, so poceni in lahko služijo kot dobro izhodišče ne le za neposredna opazovanja, temveč tudi za seznanitev z osnovnimi načeli delovanja mikroskopa. Po tem bo otrok že lahko kupil resnejšo napravo na podlagi zaključkov pri delu s "proračunskim" modelom.

Kako gledati?

Ljubiteljsko opazovanje ne zahteva izjemnih veščin niti pri delu z mikroskopom niti pri pripravi preparatov. Seveda lahko kupite daleč od poceni kompletov že pripravljenih pripravkov, a takrat občutek vaše osebne prisotnosti v študiju ne bo tako svetel in že pripravljeni pripravki se bodo prej ali slej dolgočasili. Zato je po nakupu mikroskopa vredno razmišljati o resničnih predmetih za opazovanje. Poleg tega boste potrebovali, čeprav posebna, a cenovno dostopna sredstva za pripravo pripravkov.

Opazovanje v prepuščeni svetlobi predvideva, da je predmet, ki ga preučujemo, dovolj tanek. Niti vsaka lupina jagodičja ali sadja sama po sebi nima potrebne debeline, zato se odrezki pregledajo pod mikroskopom. Doma je mogoče narediti dokaj ustrezne reze z navadnimi brivnimi rezili. Z nekaj spretnosti je mogoče doseči debelino rezine več plasti celic, kar bo močno povečalo diferenciabilnost predmetov vzorca. V idealnem primeru bi morali delati z enocelično plastjo tkiva, saj več slojev celic, ki se prekrivajo ena na drugo, ustvarja mehko in kaotično podobo.

Preskusni pripravek se položi na stekelce in po potrebi prekrije s pokrovnim stekelcem. Zato, če očala niso priložena mikroskopu, jih je treba kupiti posebej. To lahko storite v najbližji trgovini z medicinsko opremo. Vendar se vsak pripravek ne drži dobro na steklu, zato se uporabljajo metode fiksiranja. Glavna pritrdila sta ogenj in alkohol. Prva metoda zahteva določeno spretnost, saj lahko zdravilo preprosto "zažgete". Drugi način je pogosto bolj upravičen. Ni vedno mogoče dobiti čistega alkohola, zato lahko v lekarni kot nadomestek kupite antiseptik, ki je v resnici alkohol z nečistočami. Tam je vredno kupiti tudi jod in zelenje. Ta razkužila, ki so nam znana, se pravzaprav izkažejo kot dobra barvila za pripravke. Konec koncev, vsako zdravilo ne razkrije svojega bistva na prvi pogled. Včasih mu mora "pomagati" tako, da obarva svoje oblikovane elemente: jedro, citoplazmo, organele.

Za odvzem vzorcev krvi morate kupiti razpršilnike, pipete in vato. Vse to je naprodaj v lekarnah in lekarnah. Poleg tega se za zbiranje predmetov iz narave založite z majhnimi vrečkami in kozarci. To, da ob odhodu v naravo vzamete s seboj kozarec za zbiranje vode iz najbližjega vodnega telesa, naj vam postane dobra navada.

Kaj gledati?

Mikroskop je kupljen, instrumenti kupljeni – čas je za začetek. In začeti bi morali z najbolj dostopnimi. Kaj bi lahko bilo bolj dostopno kot čebulni olupek (sl. 1 in 2)? Ker je sama po sebi tanka, čebulna lupina, obarvana z jodom, v svoji strukturi razkriva jasno diferencirana jedra. To izkušnjo, dobro znano iz šole, je morda vredno narediti najprej. Samo čebulno lupino je treba preliti z jodom in pustiti, da se obarva 10-15 minut, nato pa jo sperite pod tekočo vodo.

Poleg tega lahko jod uporabimo za barvanje krompirja (slika 3). Ne pozabite, da mora biti rez čim tanjše. Dobesedno 5-10 minut izpostavljenosti rezine krompirja jodu bo pokazalo plasti škroba, ki bodo postale modre. Jod je dokaj vsestransko barvilo. Obarvajo lahko širok nabor pripravkov.

Slika 1. Lupina čebule(poveča: 1000×). Obarvan z jodom. Na fotografiji je jedro v celici diferencirano.

Slika 2. Čebulna lupina(poveča: 1000×). Obarvan z Azur-Eozinom. Na fotografiji se nukleolus razlikuje v jedru.

Slika 3. Zrna škroba v krompirju(poveča: 100×). Obarvan z jodom.

Na balkonih stanovanjskih stavb se pogosto kopiči veliko število trupel letečih žuželk. Ne hitite, da bi se jih znebili: lahko služijo kot dragocen material za raziskave. Kot lahko vidite na fotografijah, boste ugotovili, da so krila žuželk poraščena (slika 4-6). Žuželke to potrebujejo, da se krila ne zmočijo. Zaradi visoke površinske napetosti vodne kapljice ne morejo »padati« skozi dlake in se dotikati krila.

Ta pojav se imenuje hidrofobnost. O tem smo podrobno govorili v članku "Fizična hidrofobija". - Ed.

Slika 4. Pikapolonica krilo(poveča: 400×).

Slika 5. Bibionidno krilo(poveča: 400×).

Slika 6. Krilo metulja gloga(poveča: 100×).

Če ste se kdaj dotaknili krila metulja ali molja, ste verjetno opazili, da z njega leti nekakšen "prah". Fotografije jasno kažejo, da je ta prah luska z njihovih kril (slika 7). Imajo drugačno obliko in jih je precej enostavno odtrgati.

Poleg tega lahko površno preučite strukturo okončin členonožcev (slika 8), razmislite o hitinskih filmih - na primer na hrbtni strani ščurka (slika 9). Z ustrezno povečavo se lahko prepričamo, da so takšni filmi sestavljeni iz tesno oprijetih (morda zlitih) kosmičev.

Slika 7. Luske iz kril moljca(poveča: 400×).

Slika 8. Ud pajka(poveča: 100×).

Slika 9. Film na hrbtni strani ščurka(poveča: 400×).

Naslednja stvar, ki jo je treba opazovati, je lupina jagodičja in sadja (sl. 10 in 11). Vse sadje in jagode nimajo lupine, ki je sprejemljiva za opazovanje pod mikroskopom. Njegova celična struktura se morda ne razlikuje ali pa njegova debelina ne bo omogočila jasne slike. Tako ali drugače je treba narediti veliko poskusov, preden dobiš dobro zdravilo. Morali boste prebrati različne sorte grozdja – na primer, da bi našli tisto z barvilnimi snovmi v kožici, ki bi bile v obliki "prijetne za oko", ali narediti več rezov lupine sliv, dokler ne dosežete enocelični sloj. V vsakem primeru bo nagrada za opravljeno delo vredna.

Slika 10. Kožica črnega grozdja(poveča: 1000×).

Slika 11. Slivova lupina(poveča: 1000×).

Slika 12. List detelje(poveča: 100×). Nekatere celice vsebujejo temno rdeč pigment.

Precej dostopen objekt za raziskovanje je zelenje: trava, alge, listje (sl. 12 in 13). Toda kljub vseprisotnosti izbira in priprava dobrega vzorca ni tako enostavna.

Najbolj zanimiva stvar pri zelenju so morda kloroplasti (sliki 14 in 15). Zato mora biti rez izjemno tanek. Zelene alge, ki jih najdemo v vseh odprtih rezervoarjih, imajo pogosto sprejemljivo debelino.

Slika 13. Jagodni list(poveča: 40×). Slika 16. Plavajoče alge z bičkom(poveča: 400×).

Slika 17. Otroški polž(poveča: 40×).

Slika 18. Krvni razmaz. Obarvano z Azur-Eozinom po Romanovskem (poveča: 1000×). Fotografija prikazuje eozinofil na ozadju eritrocitov.

sam znanstvenik

Video 1. Polžji srčni utrip(poveča optičnega mikroskopa 100×).

Po raziskovanju preprostih in cenovno dostopnih zdravil je naravna želja zapletati tehnike opazovanja in razširiti razred predmetov, ki jih preučujemo. Za to boste najprej potrebovali literaturo o posebnih raziskovalnih metodah, in drugič, posebna orodja. Ta orodja, čeprav so specifična za vsako vrsto predmeta, imajo še vedno nekaj splošnosti in univerzalnosti. Na primer, dobro znano metodo barvanja po Gramu, ko se različne vrste bakterij po obarvanju razlikujejo po barvah, lahko uporabimo tudi pri obarvanju drugih, nebakterijskih celic. Blizu ji je pravzaprav metoda obarvanja krvnih brisov po Romanovskem. V prodaji je tako že pripravljeno tekoče barvilo kot prah, sestavljen iz barvil, kot sta azur in eozin. Vsa barvila lahko kupite v specializiranih biomedicinskih trgovinah ali naročite na spletu. Če iz nekega razloga ne morete dobiti krvnega barvila, lahko zaprosite laboratorijskega pomočnika, ki vam opravi krvni test v bolnišnici, da na analizo priloži kozarec z obarvanim razmazom vaše krvi.

Če nadaljujemo s temo testiranja krvi, ne moremo omeniti kamere Goryaev - naprave za štetje krvnih celic. Kot pomembno orodje za ocenjevanje števila eritrocitov v krvi v časih, ko še ni bilo naprav za samodejno analizo njegove sestave, vam kamera Goryaev omogoča tudi merjenje velikosti predmetov, zahvaljujoč oznaki, ki se nanjo nanaša z znanimi velikosti delitev. Metode za preiskavo krvi in ​​drugih tekočin s kamero Goryaev so opisane v posebni literaturi.

Zaključek

V tem članku sem poskušal obravnavati glavne točke, povezane z izbiro mikroskopa, improviziranih sredstev in glavnih razredov predmetov za opazovanje, ki jih je enostavno srečati v vsakdanjem življenju in v naravi. Kot smo že omenili, posebna orodja za opazovanje zahtevajo vsaj osnovne veščine pri delu z mikroskopom, zato njihov pregled ne spada v okvir tega članka. Kot je razvidno iz fotografij, lahko mikroskopija za nekoga postane prijeten hobi, morda pa celo umetnost.

V sodobnem svetu, kjer so različna tehnična sredstva in naprave na dosegu peš, se vsak sam odloči, za kaj bo porabil svoj denar. Zaradi zabave je lahko drag prenosnik ali televizor z nezaslišano velikostjo diagonale. Obstajajo pa tudi tisti, ki svoj pogled odmaknejo od zaslonov in ga usmerijo bodisi daleč v vesolje, pridobijo teleskop, bodisi, če pogledajo v okular mikroskopa, prodrejo globoko vase. Znotraj narave, katere del smo.

Literatura

1. Landsberg G.S. (2003). Optika. § 92 (str. 301);
2. Gurevič A.A. (2003). sladkovodne alge;
3. Kozinet G.I. (1998). Atlas krvnih celic in kostnega mozga;
4. Korzhevsky D.E. (2010). Osnove histološke tehnike.