Кой микроскоп може да се използва за наблюдение на бактерии

Структурата на бактериите е много по-проста и по-еднородна от структурата на най-простите и тук няма такова богатство от форми, както при ресничките. Тази еднородност и простота на структурата обаче правят бактериите много добър модел за много експерименти. Вирусите са още по-прости и следователно още по-добри като модел. Но за тях - по-късно, в специална глава.

За да разгледаме живи бактерии, вие и аз ще трябва да търсим по-силни и по-сложни микроскопи от тези, които могат да се използват за разглеждане на реснички. Без увеличение от 600-800 пъти не може.

Но източникът, в който винаги можете да намерите различни бактерии, винаги е наличен. Това е вашата собствена уста. Изстържете плаката и я смесете с капка вода или слюнка върху предметно стъкло. Това е достатъчно, за да се запознаете с основните форми на бактериите.

Ако ги погледнете през обикновен микроскоп, използван в медицински и биологични лаборатории, вероятно ще останете разочаровани. Ще се виждат сивкави, с размити контури, много малки пръчици, топчета, нишки. Могат ли да се сравняват с причудливи, като тропически риби, реснички?

В така наречения фазово-контрастен микроскоп можете да видите повече. Разликата между този микроскоп и обикновения е, че частиците, които са еднакво прозрачни за светлинните лъчи, но с различна плътност, тук изглеждат различно: по-плътните са по-тъмни, по-малко плътните са по-светли.

Интересно е да се наблюдават живи бактерии в така наречения микроскоп с тъмно поле. Светлинните лъчи тук не преминават през обекта на наблюдение в обектива на микроскопа, а отстрани. Вероятно сте виждали колко ярко светят частиците прах в слънчев лъч, преминал през завесите или капаците в тъмна стая.

Бактериите изглеждат почти по същия начин в микроскоп с тъмно поле - като ярки точки върху черен или кафеникав фон. В същото време общите им очертания са леко замъглени, но движението на бактериите е ясно видимо. И естеството на движението ви позволява да разпознаете причинителите на някои заболявания.

Снимка: САЩ Геоложко проучване

Снимка: Умберто Салванин

Други бактерии нямат флагели, необходими за придвижване. Но това не означава, че те ще бъдат неподвижни в зрителното поле на микроскопа. Не, ще ви се стори, че бактериите се движат, всички наведнъж, като мравки в разкъсан мравуняк. Това обаче не е самостоятелно, активно движение на микроба, а така нареченото брауново движение.

Брауновото движение на всякакви малки частици, плаващи в течност (в никакъв случай не само на микроби) е следствие от произволното топлинно движение на молекулите на тази течност. Молекулите оказват натиск върху частицата от всички страни и тя, така да се каже, „маркира времето“.

Но ако бактериите са подвижни под микроскоп, тогава ще видите колко бързо те пресичат зрителното поле, замръзват на място и след това отново се втурват по-нататък. Особено интересно е да се наблюдават спирохети, подобни на съживена спирала от електрическа печка. Те са толкова тънки, че е трудно да се види жива спирохета под нормален микроскоп.

Те се виждат много по-добре под микроскоп с тъмно поле. Вероятно ще ги намерите в зъбната плака; просто се огледайте добре - най-добре е да търсите спирохети по време на движението им. Те или плуват, извивайки се като змии, или потрепват на място и дори се сгъват наполовина.

Живите бактерии не са толкова удобни за гледане под микроскоп, колкото мъртвите и оцветените.

С какво увеличение е желателно да закупите микроскоп, за да видите микроорганизми в ACC?

Подробностите за структурата на тези организми са изследвани именно върху оцветени препарати. За да оцветите бактериите, трябва да ги поставите върху стъклото (както се казва, направете намазка), изсушете го, загрейте го на пламъка на горелката (за да могат клетките да бъдат по-добре боядисани по-късно) и капнете капка специална боя върху намазката.

Ако попаднете в микробиологична лаборатория, тогава, разбира се, има набор от различни бои. Едно от най-често срещаните е метиленово синьо. Тъй като е част от мастилото за писалка, поради липса на по-добро, можете да поръсите капка мастило върху петно. След 6-8 минути боята трябва да се отмие с вода и петното да изсъхне.

В зависимост от вида на оцветената бактерия, под микроскопа ще видите топчета или пръчици – прави, извити или подобни на запетая. Вериги могат да бъдат оформени от пръчки и топки. Топките понякога са групирани в групи от четири, осем и шестнадесет. Някои пръчици имат удебеления в краищата, като кибритена глава. Това са основните форми на бактериите.

Подобно кратко описание обаче напомня думите на един философ, който определя човека като двуного без пера. В бактериите, дори оцветени по най-простия начин, могат да се намерят доста структурни характеристики. Ще обсъдим някои от тези функции тук.

Пръчковидните бактерии са най-разпространени в природата. Самата дума "бактерия" на гръцки означава "пръчка". Един от най-разпространените микроби, така наречената E. coli, има формата на дълъг овал. E. coli живее в дебелото черво; един грам човешки изпражнения може да съдържа 2-3 милиарда от тези микроорганизми (представете си колко от тях попадат във външната среда в едно населено място!).

Патогенните микроби, причинителите на дизентерия, коремен тиф и паратиф, не се различават по форма от Escherichia coli. Причинителят на антракс също е пръчка, но с нарязани краища. Антраксните бактерии често са подредени в дълги нишки, наречени вериги.

Причинителите на тетанус, газова гангрена и много други заболявания имат формата на пръчици.

Понякога можете да намерите името "холерна запетая". Наистина, така наречените вибриони са като запетая. Те включват причинителя на холерата. Само не си представяйте холерната запетая под формата на попова лъжичка, както Маяковски обичаше да я рисува в „Прозорците на растежа“. Това е по-скоро извита пръчка с еднаква дебелина. Строго погледнато, това дори не е пръчка, а сегмент от спирала, един от нейните непълни завои.

Кълбовидните бактерии се наричат коки. Коките, събрани в гроздове, наподобяващи гроздови зърна, се наричат стафилококи. Някои от тях, попадайки в рани или драскотини, причиняват нагнояване и причиняват сериозни заболявания при малки деца.

Много нещастия причиняват на човек стрептококи - микроби, които приличат на низове от мъниста или броеница. Те причиняват еризипел, тонзилит и дори сърдечни заболявания - ендокардит. Коки, подредени на две - диплококи - човек дължи заболявания като менингит, пневмония, гонорея.

Лесно е да се определи формата на бактериите в оцветена намазка, но е невъзможно да се проучи структурата на бактериалната клетка във всички подробности. И ако все още знаем много за структурата на бактериите, тогава това беше подпомогнато от специални методи за оцветяването им и изучаването им под електронен микроскоп.

микроскопски метод: светлинен, фазово-контрастен, флуоресцентен, електронен;
културен метод (бактериологичен, вирусологичен);
биологичен метод (заразяване на лабораторни животни);
молекулярно-генетичен метод (PCR - полимеразна верижна реакция)
серологичен метод - откриване на антигени на микроорганизми или антитела към тях;

Методи за приготвяне на препарати за микроскопия. С помощта на светлинен микроскоп могат да се изследват микроорганизми, както в живо, така и в оцветено състояние. При изучаването на микроби в живо състояние може да се получи представа за размера, формата и естеството на тяхното движение. Понякога блестящи, силно пречупващи светлината гранули и спори се виждат в живата клетка. За изследване на микроби в живо състояние се приготвят препарати от висящи и натрошени капки. За да се приготви препарат с висяща капка (фиг. 19), малка капка от тестовия материал, суспендиран в течност (изотоничен разтвор на натриев хлорид, месно-пептонен бульон), се нанася в центъра на покривното стъкло с бактериологична примка. След това вземат специално стъкло с дупка в центъра и намазват краищата му с вазелиново масло. Покрийте капка от изпитвания материал върху покривно стъкло с отвор за предметно стъкло, така че капката да е в центъра на отвора. Натиснете леко предметното стъкло и бързо го обърнете. При правилна подготовка на лекарството, капката виси в дупката. Вазелиновото масло предпазва от изсъхване.

Приготвя се натрошен капков препарат чрез нанасяне на капка от материала, суспендиран в течност, върху предметно стъкло, което след това се покрива с покривно стъкло.

СВЕТЛИННА ОПТИЧНА МИКРОСКОПИЯ

За светлинна микроскопия се използва микроскоп.оптично устройство, което ви позволява да наблюдавате малки обекти. Увеличението на изображението се постига чрез система от лещи на кондензатор, обектив и окуляр. Кондензатор, разположен между източника на светлина и изследвания обект, събира светлинните лъчи в полето на микроскопа. Обективът създава изображение на полето на микроскопа вътре в тръбата. Окулярът увеличава това изображение и позволява на окото да го възприеме.

Микроскопия у дома

Границата на разделителната способност на микроскопа (минималното разстояние, на което два обекта могат да бъдат разграничени) се определя от дължината на вълната на светлината и апертурата на лещите. Теоретично възможната граница на разделителна способност на светлинен микроскоп е 0,2 µm; реалната разделителна способност може да се увеличи чрез увеличаване на апертурата на оптичната система, например чрез увеличаване на индекса на пречупване. Коефициентът на пречупване (потапяне) на течните среди е по-голям от индекса на пречупване на въздуха („=1,0), за микроскопия се използват няколко потапящи среди: масло, глицерин, вода. Механичната част на микроскопа включва статив, предметен предметен стол, макро- и микрометрични винтове, тубус, тубус държач.

Микроскопия в тъмно полепозволява наблюдение на живи бактерии. За целта се използва кондензатор с тъмно поле, който подчертава контрастните структури на неоцветения материал. Преди да започнете работа, светлината се монтира и центрира върху светлото поле, след което кондензаторът на светлото поле се отстранява и се заменя с подходяща система (например OI-10 или OI-21). Препаратът се приготвя по метода “натрошена капка”, като се изтънява максимално (дебелината на покривното стъкло не трябва да е по-голяма от 1 mm). Наблюдаваният обект изглежда осветен в тъмно поле. В този случай лъчите от осветителя падат върху обекта отстрани и само разпръснати лъчи влизат в лещите на микроскопа. Вазелиновото масло е подходящо като течност за потапяне.

Фазова контрастна микроскопияви позволява да изучавате живи и небоядисани обекти, като увеличавате контраста им. Когато светлината преминава през цветни обекти, амплитудата на светлинната вълна се променя, а при преминаване през неоцветени обекти се променят фазите на светлинната вълна, което се използва за получаване на висококонтрастно изображение във фазово-контрастната и интерферентна микроскопия. За да се увеличи контраста, фазовите пръстени са покрити с метал, който абсорбира директната светлина, без да влияе на фазовото изместване. В оптичната система на микроскопа се използва специален кондензатор с диафрагмен револвер и центриращо устройство; лещите се заменят с имерсионни апохроматни лещи.

Поляризационната микроскопия позволява изобразяване на неоцветени анизотропни структури (напр. колагенови влакна, миофибрили или микробни клетки). Принципът на метода се основава на изследване на обект в светлина, образувана от два лъча, поляризирани във взаимно перпендикулярни равнини.

Интерферентната микроскопия съчетава принципите на фазовия контраст и поляризационната микроскопия. Методът се използва за получаване на контрастно триизмерно изображение на небоядисани обекти. Принципът на метода се основава на бифуркацията на светлинния поток в микроскопа; единият лъч минава през обекта, другият - покрай него. И двата лъча са свързани в окуляра и си взаимодействат.

Луминесцентна микроскопия.Методът се основава на способността на някои вещества да светят, когато са изложени на късовълнова радиация. В този случай излъчваните светлинни вълни са по-дълги от дължината на вълната, която причинява сиянието. С други думи, флуоресцентните обекти абсорбират светлина с една дължина на вълната и излъчват светлина в друга област от спектъра. Например, ако индуциращото лъчение е синьо, тогава полученото сияние може да е червено или жълто. Тези вещества (флуоресцеин изоцианат, акридин оранжево, родамин и др.) се използват като флуоресцентни багрила за наблюдение на флуоресцентни (луминисцентни) обекти. Във флуоресцентен микроскоп светлината от източник (живачна лампа със свръхвисоко налягане) преминава през два филтъра. Първият (син) филтър улавя светлината пред пробата и позволява на светлината с дължина на вълната, която възбужда пробата, да флуоресцира. Вторият (жълт) забавя синята светлина, но пропуска жълта, червена, зелена светлина, излъчвана от флуоресцентен обект и възприемана от окото. Обикновено изследваните микроорганизми се оцветяват директно или с помощта на АТ или лектини, белязани с флуорохроми. Лекарствата взаимодействат с Ag или други лиганд-свързващи структури на обекта. Флуоресцентната микроскопия е намерила широко приложение за визуализиране на резултатите от имунохимични реакции въз основа на специфичното взаимодействие на АТ, белязан с флуоресцентни багрила, с Ag на обекта на изследване.