Kateri mikroskop je mogoče uporabiti za opazovanje bakterij

Struktura bakterij je veliko enostavnejša in enotnejša od strukture najpreprostejših in tukaj ni tako bogastva oblik kot pri ciliatih. Vendar pa zaradi te enotnosti in preprostosti strukture bakterije postanejo zelo dober model za številne poskuse. Virusi so še enostavnejši in zato še boljši kot model. Toda o njih - kasneje, v posebnem poglavju.

Za ogled živih bakterij bova morala ti in jaz poiskati močnejše in bolj zapletene mikroskope od tistih, ki jih je mogoče uporabiti za ogled ciliatov. Brez povečave 600-800 krat ne gre.

Toda vir, v katerem lahko vedno najdete različne bakterije, je vedno na voljo. To so tvoja lastna usta. Odstranite zobne obloge in jih zmešajte s kapljico vode ali sline na stekelcu. To je dovolj, da se seznanite z glavnimi oblikami bakterij.

Če jih pogledate skozi navaden mikroskop, ki ga uporabljajo v medicinskih in bioloških laboratorijih, boste verjetno razočarani. Vidne bodo sivkasto, z mehkimi obrisi, zelo majhne palice, kroglice, niti. Ali jih je mogoče primerjati z bizarnimi, kot so tropske ribe, ciliati?

V tako imenovanem fazno-kontrastnem mikroskopu lahko vidite več. Razlika med tem mikroskopom in običajnim je v tem, da so delci, ki so enako prozorni za svetlobne žarke, vendar z različno gostoto, tukaj videti drugače: gostejši so temnejši, manj gosti so svetlejši.

Zanimivo je opazovati žive bakterije v tako imenovanem mikroskopu temnega polja. Svetlobni žarki tukaj ne gredo skozi predmet opazovanja v lečo mikroskopa, temveč s strani. Verjetno ste že videli, kako močno žarijo prašni delci v sončnem žarku, ki je prebil pot skozi zavese ali polkna v temni sobi.

Bakterije so videti približno enako v mikroskopu s temnim poljem - kot svetle pike na črnem ali rjavkastem ozadju. Hkrati so njihovi splošni obrisi rahlo zamegljeni, vendar je gibanje bakterij jasno vidno. In narava gibanja vam omogoča, da prepoznate povzročitelje nekaterih bolezni.

Foto: U.S. Geološki zavod

Foto: Umberto Salvagnin

Druge bakterije nimajo bičev, potrebnih za gibanje. Toda to ne pomeni, da bodo v vidnem polju mikroskopa negibni. Ne, zdelo se vam bo, da se bakterije premikajo, vse naenkrat, kot mravlje v raztrganem mravljišču. Vendar ne gre za samostojno, aktivno gibanje mikroba, temveč za tako imenovano Brownovo gibanje.

Brownovo gibanje vseh majhnih delcev, ki lebdijo v tekočini (nikakor ne le mikrobov), je posledica naključnega toplotnega gibanja molekul te tekočine. Molekule pritiskajo na delec z vseh strani in tako rekoč »označuje čas«.

Če pa so bakterije mobilne pod mikroskopom, boste videli, kako hitro prečkajo vidno polje, zamrznejo na mestu in nato spet hitijo naprej. Še posebej zanimivo je opazovati spirohete, podobne oživljeni spirali iz električnega štedilnika. Tako tanke so, da je pod običajnim mikroskopom težko videti živo spiroheto.

Veliko bolje jih vidimo pod mikroskopom s temnim poljem. Verjetno jih boste našli v zobnih oblogah; le dobro si oglejte – med njihovim gibanjem je najbolje iskati spirohete. Ali plavajo, se zvijajo kot kače, ali pa trzajo na mestu in se celo zložijo na pol.

Žive bakterije niso tako priročne za ogled pod mikroskopom kot mrtve in obarvane.

S kakšno povečavo je zaželeno kupiti mikroskop, da bi videli mikroorganizme v ACC?

Podrobnosti o strukturi teh organizmov so preučevali natančno na obarvanih pripravkih. Za obarvanje bakterij jih morate nanesti na steklo (kot pravijo, narediti razmaz), ga posušiti, segreti na plamenu gorilnika (da se celice kasneje bolje obarvajo) in nanj kapnite kapljico posebne barve. razmaz.

Če se znajdete v mikrobiološkem laboratoriju, potem seveda obstaja nabor različnih barv. Eden najpogostejših je metilensko modro. Ker je del črnila za nalivno pero, lahko zaradi pomanjkanja boljšega na razmaz poškropite kapljico črnila. Po 6-8 minutah je treba barvo sprati z vodo in razmaz posušiti.

Glede na to, katera vrsta bakterij je bila obarvana, boste pod mikroskopom videli kroglice ali palčke - ravne, ukrivljene ali podobne vejici. Verige lahko oblikujete iz palic in kroglic. Kroglice so včasih razvrščene v skupine po štiri, osem in šestnajst. Nekatere palice imajo na koncih odebelitve, kot vžigalica. To so glavne oblike bakterij.

Vendar tako kratek opis spominja na besede filozofa, ki je človeka opredelil kot dvonožca brez perja. V bakterijah, tudi obarvanih na najpreprostejši način, je mogoče najti kar nekaj strukturnih značilnosti. Tukaj bomo razpravljali o nekaterih od teh funkcij.

Bakterije v obliki palice so v naravi najbolj razširjene. Sama beseda "bakterije" v grščini pomeni "palica". Eden najpogostejših mikrobov, tako imenovana E. coli, ima obliko dolgega ovala. E. coli živi v debelem črevesu; en gram človeških iztrebkov lahko vsebuje 2-3 milijarde teh mikroorganizmov (predstavljajte si, koliko jih pride v zunanje okolje v naseljenem območju!).

Patogeni mikrobi, povzročitelji dizenterije, tifusa in paratifusa, se po obliki ne razlikujejo od Escherichia coli. Povzročitelj antraksa je tudi palica, vendar z odrezanimi konci. Bakterije antraksa so pogosto razporejene v dolge filamente, imenovane verige.

Povzročitelji tetanusa, plinske gangrene in številnih drugih bolezni imajo obliko palic.

Včasih lahko najdete ime "kolera vejica". Dejansko so tako imenovani vibriji kot vejica. Ti vključujejo povzročitelja kolere. Samo ne predstavljajte si vejice kolere v obliki paglavca, kot jo je Majakovski rad narisal v "Oknih RAST". Je bolj ukrivljena palica enake debeline. Strogo gledano, to niti ni palica, ampak segment spirale, eden od njenih nepopolnih zavojev.

Globularne bakterije se imenujejo koki. Koki, zbrani v grozdih, podobnih grozdju, se imenujejo stafilokoki. Nekateri od njih, če pridejo v rane ali praske, povzročijo gnojenje in povzročijo resne bolezni pri majhnih otrocih.

Veliko nesreče človeku povzročijo streptokoki - mikrobi, ki so videti kot vrvice kroglic ali rožni venec. Povzročajo erizipel, tonzilitis in celo bolezni srca - endokarditis. Koki, razporejeni v dvoje - diplokoki - oseba dolguje bolezni, kot so meningitis, pljučnica, gonoreja.

V obarvanem razmazu je enostavno določiti obliko bakterij, vendar je nemogoče preučiti strukturo bakterijske celice v vseh podrobnostih. In če o zgradbi bakterij še veliko vemo, so k temu pripomogle posebne metode njihovega obarvanja in preučevanja pod elektronskim mikroskopom.

• mikroskopska metoda: svetlobna, fazno-kontrastna, fluorescentna, elektronska;
• kulturna metoda (bakteriološka, ​​virološka);
• biološka metoda (okužba laboratorijskih živali);
• molekularno genetska metoda (PCR - polimerazna verižna reakcija)
• serološka metoda - odkrivanje antigenov mikroorganizmov ali protiteles proti njim;

Metode priprave pripravkov za mikroskopijo. S pomočjo svetlobnega mikroskopa lahko preučujemo mikroorganizme, tako v živem kot v obarvanem stanju. Pri preučevanju mikrobov v živem stanju je mogoče dobiti predstavo o velikosti, obliki in naravi njihovega gibanja. Včasih so v živi celici vidne sijoče, močno lomljive svetlobe granule in spore. Za preučevanje mikrobov v živem stanju pripravimo pripravke visečih in zdrobljenih kapljic. Za pripravo pripravka viseče kapljice (slika 19) se na sredino pokrovnega stekelca z bakteriološko zanko nanese majhna kapljica testnega materiala, suspendiranega v tekočini (izotonična raztopina natrijevega klorida, mesno-peptonska juha). Nato vzamejo poseben kozarec z luknjo v sredini in njegove robove namažejo z vazelinskim oljem. Kapljico preskusnega materiala pokrijemo na pokrovnem stekelcu z drsno luknjo, tako da je kapljica v središču luknje. Rahlo pritisnite drsnik in ga hitro obrnite. S pravilno pripravo zdravila kapljica visi v luknjo. Vazelinsko olje preprečuje njegovo izsušitev.

Pripravek zdrobljene kapljice pripravimo tako, da kapljico materiala, suspendiranega v tekočini, nanesemo na stekelce, ki ga nato pokrijemo s pokrovnim stekelcem.

SVETLOBNA OPTIČNA MIKROSKOPIJA

Za svetlobno mikroskopijo se uporablja mikroskop. optična naprava, ki omogoča opazovanje majhnih predmetov. Povečanje slike se doseže s sistemom leč kondenzatorja, objektiva in okularja. Kondenzator, ki se nahaja med virom svetlobe in preučevanim predmetom, zbira svetlobne žarke v polju mikroskopa. Leča ustvari sliko polja mikroskopa znotraj cevi. Okular poveča to sliko in omogoči očesu, da jo zazna.

Mikroskopija doma

Meja ločljivosti mikroskopa (najmanjša razdalja, na kateri je mogoče razlikovati dva predmeta) je določena z valovno dolžino svetlobe in odprtino leč. Teoretično možna meja ločljivosti svetlobnega mikroskopa je 0,2 µm; realno ločljivost je mogoče povečati s povečanjem zaslonke optičnega sistema, na primer s povečanjem lomnega količnika. Lomni količnik (potopitev) tekočih medijev je večji od lomnega količnika zraka (“=1,0), za mikroskopijo se uporablja več potopnih medijev: olje, glicerin, voda. Mehanski del mikroskopa vključuje stativ, predmetni oder, makro- in mikrometrične vijake, cev, držalo za cev.

Mikroskopija temnega polja omogoča opazovanje živih bakterij. Za to se uporablja kondenzator temnega polja, ki poudari kontrastne strukture neobarvanega materiala. Pred začetkom dela se luč namesti in centrira na svetlo polje, nato se kondenzator svetlega polja odstrani in zamenja z ustreznim sistemom (npr. OI-10 ali OI-21). Pripravek pripravimo po metodi “zdrobljene kapljice”, tako da je čim tanjša (debelina pokrovnega stekelca ne sme biti debelejša od 1 mm). Opazovani predmet je videti osvetljen v temnem polju. V tem primeru žarki iz osvetljevalca padejo na predmet s strani, v leče mikroskopa pa vstopajo le razpršeni žarki. Vazelinsko olje je primerno kot potopna tekočina.

Faznokontrastna mikroskopija omogoča preučevanje živih in nepobarvanih predmetov s povečanjem njihovega kontrasta. Ko svetloba prehaja skozi obarvane predmete, se spremeni amplituda svetlobnega vala, pri prehodu skozi neobarvane predmete pa se spremenijo faze svetlobnega vala, kar se uporablja za pridobitev visokokontrastne slike v fazno-kontrastni in interferenčni mikroskopiji. Za povečanje kontrasta so fazni obroči prevlečeni s kovino, ki absorbira neposredno svetlobo, ne da bi vplivala na fazni premik. V optičnem sistemu mikroskopa se uporablja poseben kondenzator z membranskim revolverjem in centrirno napravo; leče se zamenjajo s potopnimi apokromatnimi lečami.

Polarizacijski mikroskopija omogoča slikanje neobarvanih anizotropnih struktur (npr. kolagenskih vlaken, miofibril ali celic mikroorganizmov). Načelo metode temelji na preučevanju predmeta v svetlobi, ki ga tvorita dva žarka, polarizirana v medsebojno pravokotnih ravninah.

Interferenčna mikroskopija združuje principe faznega kontrasta in polarizacijske mikroskopije. Metoda se uporablja za pridobitev kontrastne tridimenzionalne slike nepobarvanih predmetov. Načelo metode temelji na bifurkaciji svetlobnega toka v mikroskopu; en žarek gre skozi predmet, drugi - mimo njega. Oba žarka sta povezana v okularju in interferirata drug z drugim.

Luminescenčna mikroskopija. Metoda temelji na sposobnosti nekaterih snovi, da žarijo, ko so izpostavljene kratkovalovnemu sevanju. V tem primeru so oddani svetlobni valovi daljši od valovne dolžine, ki povzroča sijaj. Z drugimi besedami, fluorescenčni predmeti absorbirajo svetlobo ene valovne dolžine in oddajajo svetlobo v drugem območju spektra. Na primer, če je inducirajoče sevanje modro, je lahko nastali sij rdeč ali rumen. Te snovi (fluorescein izocianat, akridin pomaranča, rodamin itd.) se uporabljajo kot fluorescentna barvila za opazovanje fluorescenčnih (luminiscentnih) predmetov. V fluorescenčnem mikroskopu svetloba iz vira (izrazito visokotlačna živosrebrna sijalka) prehaja skozi dva filtra. Prvi (modri) filter ujame svetlobo pred vzorcem in omogoči svetlobi valovne dolžine, ki vzbudi vzorec, da fluorescira. Druga (rumena) zamuja modro svetlobo, vendar prepušča rumeno, rdečo, zeleno svetlobo, ki jo oddaja fluorescentni predmet in jo zazna oko. Običajno se preučevani mikroorganizmi obarvajo neposredno ali s pomočjo AT ali lektinov, označenih s fluorokromi. Zdravila medsebojno delujejo z Ag ali drugimi strukturami predmeta, ki vežejo ligand. Luminiscenčna mikroskopija je našla široko uporabo za vizualizacijo rezultatov imunokemijskih reakcij na podlagi specifične interakcije AT, označenega s fluorescenčnimi barvili, z Ag preučevanega predmeta.