Mikroskopija kod kuće

“: Povišen nivo bijelih krvnih zrnaca, bakterijska infekcija, krompir sadrži škrob, insekti prenose bolesti ove i druge slične izjave se čuju posvuda. Svaki dan, sa televizijskih ekrana, sa usana poznanika, iz novina i časopisa, iste informacije ulaze u naš mozak. Informacije koje mogu izgledati kao domen samo specijalista - doktora i biologa. Na kraju krajeva, oni su ti koji se dotiču ovih pitanja u svom svakodnevnom životu. Običan čovjek dobija samo zaključke iz određenih studija, suhe riječi kojima nedostaje jasnoća. U ovom članku pokušat ću jednostavno govoriti o kompleksu. O tome kako svako sebi može približiti neuhvatljivi, na prvi pogled, svijet ćelija i mikroorganizama.

Prošle su dvije godine kako ovaj svijet posmatram kod kuće, a godinu dana kako fotografišem. Za to vrijeme uspio sam vlastitim očima vidjeti kakva su krvna zrnca, šta pada sa krila leptira i leptira, kako kuca srce puža. Naravno, iz udžbenika, video predavanja i tematskih web stranica moglo se mnogo naučiti. Jedino što bi ostalo nedostignuto je osjećaj prisutnosti i blizine nečega što nije vidljivo golim okom. Ono što je pročitano u knjizi ili viđeno u TV emisiji će najvjerovatnije biti izbrisano iz sjećanja za vrlo kratko vrijeme. Ono što vidite lično kroz sočivo mikroskopa ostat će s vama zauvijek. A ono što ostaje nije toliko slika viđenog, već shvatanje da je svet ustrojen upravo ovako, a ne drugačije. Da ovo nisu samo riječi iz knjige, već lično iskustvo. Iskustvo koje je danas dostupno svima.

Šta kupiti?

Kazalište počinje vješalicom, a istraživanje kupovinom opreme. U našem slučaju, to će biti mikroskop, jer se sa lupom ne vidi mnogo. Od glavnih karakteristika mikroskopa "za kućnu upotrebu", vrijedi, naravno, istaknuti skup dostupnih povećanja, koji su određeni proizvodom povećanja okulara i sočiva. Nije svaki biološki uzorak prikladan za ispitivanje pri velikim uvećanjima. To je zbog činjenice da veće uvećanje optičkog sistema implicira manju dubinu polja. Posljedično, slika neravnih površina preparata će biti djelomično zamagljena. Stoga je važno imati set sočiva I okulari, omogućava posmatranje u čitavom opsegu uvećanja: 10–20×, 40–60×, 100–200×, 400–600×, 900–1000×. Ponekad je opravdano povećanje od 1500x koje se postiže kupovinom okulara od 15x i objektiva od 100x. Sve što se jače povećava neće značajno povećati rezoluciju, jer je pri uvećanjima od oko 2000–2500× takozvana „optička granica“, uzrokovana fenomenom difrakcije, već blizu.

Sljedeća važna tačka je vrsta mlaznice. Obično postoje monokularne, binokularne i trinokularne sorte. Princip klasifikacije zasniva se na tome „sa koliko očiju“ želite da gledate objekat. U slučaju monokularnog sistema, moraćete da žmirite, stalno menjajući oči zbog umora tokom dugotrajnog posmatranja. Ovdje će vam u pomoć priskočiti dvogledni dodatak u koji, kako mu ime kaže, možete gledati s oba oka. Sve u svemu, ovo će imati povoljniji učinak na dobrobit vaših očiju. Da ne bude zabune binocular sa stereomikroskopom. Potonji vam omogućava da postignete trodimenzionalnu percepciju promatranog objekta zbog prisutnosti dva sočiva, dok binokularni mikroskopi jednostavno hrane istu sliku na oba oka. Da biste fotografirali i snimili mikro-objekte, trebat će vam “treće oko”, odnosno dodatak za instaliranje kamere. Mnogi proizvođači proizvode posebne kamere za svoje modele mikroskopa, iako možete koristiti i običnu kameru (iako ćete morati kupiti adapter).

Posmatranje pri velikim uvećanjima zahteva dobro osvetljenje zbog malog otvora blende odgovarajućih sočiva. Prošlo je vrijeme kada je lijek proučavan u svjetlu reflektiranom od ogledala. Mikroskopi su danas složeni optičko-mehaničko-električni uređaji koji u potpunosti koriste dostignuća naučnog i tehnološkog napretka. Moderni uređaji imaju vlastitu sijalicu, svjetlost iz koje se distribuira preko posebnog uređaja - kondenzator, - koji osvjetljava drogu. Ovisno o vrsti kondenzatora, mogu se razlikovati različite metode promatranja, od kojih su najpopularnije metode svjetlosnog i tamnog polja. Prva metoda, poznata mnogima iz škole, pretpostavlja da je preparat ravnomjerno osvijetljen odozdo. Štaviše, na onim mjestima gdje je lijek optički proziran, svjetlost se širi iz kondenzatora u sočivo, au neprozirnom okruženju svjetlost se apsorbira, poprima boju i raspršuje se. Stoga se na bijeloj pozadini dobiva tamna slika - otuda i naziv metode.

Sa kondenzatorom tamnog polja sve je drugačije. Dizajniran je na način da su zrake svjetlosti koje izlaze iz njega usmjerene u različitim smjerovima, osim samog otvora sočiva. Zbog toga prolaze kroz optički prozirni medij bez da padaju u vidno polje posmatrača. S druge strane, zrake koje udare u neproziran predmet raspršuju se po njemu u svim smjerovima, uključujući i smjer sočiva. Stoga će, kao rezultat, svijetli objekt biti vidljiv na tamnoj pozadini. Ova metoda promatranja je dobra za proučavanje prozirnih objekata koji nemaju kontrast na svijetloj pozadini. Po defaultu, većina mikroskopa je svijetlog polja. Stoga, ako planirate proširiti raspon metoda promatranja, tada biste trebali odabrati modele mikroskopa koji predviđaju ugradnju dodatne opreme: kondenzatori, uređaji za fazni kontrast, polarizatori itd.

Kao što znate, optički sistemi nisu idealni: prolazak svjetlosti kroz njih povezan je s izobličenjem slike - aberacije. Stoga se trude napraviti sočiva i okulare na način da se ove aberacije eliminišu što je više moguće. Sve to utječe na njihovu konačnu cijenu. Iz razloga cijene i kvaliteta, ima smisla kupiti plan akromatska sočiva. Koriste se u profesionalnim istraživanjima i razumne su cijene. Objektivi sa velikim uvećanjem (npr. 100×) imaju numerički otvor veći od 1, što zahtijeva upotrebu ulja prilikom posmatranja - tzv. uranjanje. Stoga, ako pored “suvih” sočiva uzimate i imersion sočiva, unaprijed se pobrinite za imersion ulje. Njegov indeks loma mora odgovarati vašem specifičnom sočivu.

Naravno, ovo nije cijela lista parametara koje treba uzeti u obzir prilikom kupovine mikroskopa. Ponekad je važno obratiti pažnju na dizajn i lokaciju pozornice i ručke za upravljanje. Vrijedno je odabrati tip rasvjete, koji može biti ili obična žarulja sa žarnom niti ili LED, koji svijetli jače i manje se zagrijava. Mikroskop može imati i individualne karakteristike. Ali ono što bi vrijedilo reći o njihovoj strukturi je, možda, rečeno. Svaka dodatna opcija je dodatak na cijenu, tako da je izbor modela i konfiguracije odgovornost krajnjeg potrošača.

U posljednje vrijeme postoji trend kupovine mikroskopa za djecu. Takvi uređaji su obično monokulari sa malim skupom sočiva i skromnim parametrima, jeftini su i mogu poslužiti kao dobra polazna tačka ne samo za direktna posmatranja, već i za upoznavanje sa osnovnim principima mikroskopa. Nakon toga, dijete će moći kupiti ozbiljniji uređaj na osnovu zaključaka izvučenih pri radu sa "budžetskim" modelom.

Kako gledati?

Za amatersko posmatranje nisu potrebne izuzetne vještine ni u radu sa mikroskopom, niti u pripremi uzoraka. Naravno, možete kupiti daleko od jeftinih kompleta gotovih lijekova, ali tada osjećaj vašeg ličnog prisustva u studiji neće biti tako živ, i prije ili kasnije gotovi lijekovi će postati dosadni. Stoga, nakon kupovine mikroskopa, trebali biste razmišljati o stvarnim objektima za promatranje. Osim toga, trebat će vam, iako posebna, ali dostupna sredstva za pripremu lijekova.

Posmatranje u prolaznoj svjetlosti pretpostavlja da je predmet koji se ispituje dovoljno tanak. Nema svaka kora bobice ili voća sama po sebi potrebnu debljinu, pa se rezovi pregledavaju pod mikroskopom. Kod kuće, prilično adekvatni rezovi mogu se napraviti običnim žiletima. Uz određenu vještinu, moguće je postići debljinu preseka od nekoliko slojeva ćelija, što će uvelike povećati diferencijabilnost predmeta uzorka. U idealnom slučaju, vrijedi raditi s jednoćelijskim slojem tkiva, jer nekoliko slojeva ćelija koji su postavljeni jedan na drugi stvaraju nejasnu i haotičnu sliku.

Uzorak za ispitivanje stavlja se na predmetno staklo i, ako je potrebno, prekriva se pokrovnim stakalcem. Stoga, ako naočare nisu priložene uz mikroskop, treba ih kupiti zasebno. To možete učiniti u najbližoj prodavnici medicinske opreme. Međutim, ne prianja svaki lijek dobro na staklo, pa se koriste metode fiksiranja. Glavni su fiksacija vatrom i alkoholom. Prva metoda zahtijeva određenu vještinu, jer možete jednostavno "spaliti" lijek. Druga metoda je često opravdanija. Nije uvijek moguće nabaviti čisti alkohol, pa u apoteci kao zamjenu možete kupiti antiseptik, koji je u suštini alkohol sa nečistoćama. Tamo je također vrijedno kupiti jod i briljantno zeleno. Ova nama poznata dezinficijensa zapravo se ispostavljaju i kao dobre boje za lijekove. Uostalom, ne otkriva svaki lijek svoju suštinu na prvi pogled. Ponekad mu treba “pomoći” slikanjem njegovih formiranih elemenata: jezgra, citoplazme, organela.

Za uzimanje uzoraka krvi trebate kupiti skarifikatore, pipete i vatu. Sve to je dostupno za prodaju u ljekarnama i ljekarnama. Osim toga, da biste prikupili predmete iz divljine, trebali biste se opskrbiti malim vrećicama i staklenkama. Ponošenje tegle za prikupljanje vode iz najbliže vode kada izlazite napolje trebalo bi da vam postane dobra navika.

Šta gledati?

Mikroskop je kupljen, instrumenti su kupljeni - vrijeme je za početak. I trebali biste početi s najpristupačnijim. Šta bi moglo biti pristupačnije od ljuske luka (sl. 1 i 2)? Budući da je sama po sebi tanka, kora luka, obojena jodom, otkriva jasno diferencirana jezgra u svojoj strukturi. Ovaj eksperiment, dobro poznat iz škole, možda je vrijedan prvog. Samu ljusku luka potrebno je napuniti jodom i ostaviti da se oboji 10-15 minuta, nakon čega se mora isprati pod tekućom vodom.

Osim toga, jod se može koristiti za bojenje krompira (slika 3). Ne zaboravite da rez mora biti što tanji. Bukvalno 5-10 minuta držanja krompira izrezanog u jodu otkrit će slojeve škroba koji će postati plavi. Jod je prilično univerzalna boja. Može se koristiti za bojenje širokog spektra preparata.

Slika 1. Koža luka(uvećanje: 1000×). Bojenje jodom. Na fotografiji je diferencirano jezgro u ćeliji.

Slika 2. Koža luka(uvećanje: 1000×). Azur-eozin bojenje. Na fotografiji je nukleolus diferenciran u jezgru.

Slika 3. Zrna škroba u krompiru(uvećanje: 100×). Bojenje jodom.

Na balkonima stambenih zgrada često se nakuplja veliki broj leševa letećih insekata. Nemojte žuriti da ih se riješite: oni mogu poslužiti kao vrijedan materijal za istraživanje. Kao što možete vidjeti na fotografijama, vidjet ćete da su krila insekata dlakava (slike 4-6). Insektima je to potrebno kako im se krila ne bi smočila. Zbog velike površinske napetosti, kapi vode ne mogu „propasti“ kroz dlake i dodirnuti krilo.

Ovaj fenomen se zove hidrofobnost. O tome smo detaljno govorili u članku “Fizička hidrofobija”. - Ed.

Slika 4. Krilo bubamare(uvećanje: 400×).

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

Slika 6. Krilo leptira od gloga(uvećanje: 100×).

Ako ste ikada dodirnuli krilo leptira ili moljca, vjerovatno ste primijetili da neka vrsta "prašine" leti s njega. Na fotografijama se jasno vidi da je ta prašina krljušti sa njihovih krila (sl. 7). Imaju različite oblike i prilično ih je lako otkinuti.

Osim toga, možete površno proučavati strukturu udova artropoda (slika 8), ispitati hitinske filmove - na primjer, na leđima žohara (slika 9). Uz odgovarajuće uvećanje, može se uvjeriti da se takvi filmovi sastoje od tijesno susjednih (moguće spojenih) ljestvica.

Slika 7. Ljuske sa krila moljca(uvećanje: 400×).

Slika 8. Ud pauka(uvećanje: 100×).

Slika 9. Film na leđima žohara(uvećanje: 400×).

Sledeća stvar koju vredi obratiti pažnju je kora bobica i voća (sl. 10 i 11). Nema svako voće i bobice kore koje su prihvatljive za posmatranje pod mikroskopom. Ili se njegova ćelijska struktura možda neće razlikovati, ili njegova debljina neće omogućiti jasnu sliku. Na ovaj ili onaj način, morat ćete napraviti mnogo pokušaja prije nego što dobijete dobar lijek. Morat ćete proći kroz različite sorte grožđa – na primjer, da biste pronašli onu u kojoj bi boje u kožici imale „oku ugodan“ oblik ili da napravite nekoliko dijelova kožice šljive dok ne postignete jednoćelijski sloj. U svakom slučaju, nagrada za obavljeni posao bit će vrijedna.

Slika 10. Kožice crnog grožđa(uvećanje: 1000×).

Slika 11. Kora šljive(uvećanje: 1000×).

Slika 12. List djeteline(uvećanje: 100×). Neke ćelije sadrže tamnocrveni pigment.

Objekt koji je prilično pristupačan za istraživanje je zelenilo: trava, alge, lišće (sl. 12 i 13). Ali, uprkos njegovoj sveprisutnosti, odabrati i pripremiti dobar uzorak nije tako lako.

Najzanimljivija stvar kod zelenila su možda hloroplasti (sl. 14 i 15). Stoga rez mora biti izuzetno tanak. Zelene alge, koje se nalaze u svim otvorenim vodenim tijelima, često imaju prihvatljivu debljinu.

Slika 13. List jagode(uvećanje: 40×). Slika 16. Plutajuće alge sa flagelom(uvećanje: 400×).

Slika 17. Beba puža(uvećanje: 40×).

Slika 18. Razmaz krvi. Bojenje Azur-Eozinom prema Romanovskom (uvećanje: 1000×). Fotografija prikazuje eozinofil na pozadini crvenih krvnih zrnaca.

Naučnik sam po sebi

Video 1. Puževi otkucaji srca(uvećanje optičkog mikroskopa 100×).

Nakon proučavanja jednostavnih i dostupnih droga, prirodna želja je da se zakomplikuju tehnike posmatranja i proširi klasa predmeta koji se proučavaju. Za to će vam, prvo, trebati literatura o posebnim istraživačkim metodama, i, kao drugo, posebni alati. Ova sredstva, iako specifična za svaku vrstu objekta, ipak imaju neku opštost i univerzalnost. Na primjer, dobro poznata metoda bojenja po Gramu, kada se različite vrste bakterija razlikuju po boji nakon bojenja, također se može koristiti za bojenje drugih, nebakterijskih stanica. Blizak tome u suštini je metoda bojenja krvnih razmaza prema Romanovskom. Za prodaju su dostupne i gotove tečne boje i prah koji se sastoji od boja kao što su azur i eozin. Sve boje se mogu kupiti u specijalizovanim medicinskim i biološkim prodavnicama ili naručiti putem interneta. Ako iz nekog razloga ne možete dobiti krvnu boju, možete zamoliti laboratorijskog asistenta koji vam radi analizu krvi u bolnici da na test pričvrsti čašu s umrljanom brisom vaše krvi.

Nastavljajući temu istraživanja krvi, ne može se ne spomenuti kamera Goryaev - uređaj za brojanje krvnih zrnaca. Kao važan alat za procjenu broja crvenih krvnih zrnaca u krvi čak i u onim danima kada nisu postojali uređaji za automatsku analizu njenog sastava, Gorjajevljeva kamera omogućava i mjerenje veličine objekata zahvaljujući oznakama koje se na njoj stavljaju poznatim veličine podjela. Metode za proučavanje krvi i drugih tekućina pomoću kamere Goryaev opisane su u stručnoj literaturi.

Zaključak

U ovom članku pokušao sam razmotriti glavne točke vezane za izbor mikroskopa, dostupnih alata i glavne klase objekata za promatranje, koje nije teško susresti u svakodnevnom životu i prirodi. Kao što je već spomenuto, posebni alati za promatranje zahtijevaju barem osnovne vještine u radu s mikroskopom, pa je njihov pregled izvan okvira ovog članka. Kao što vidite na fotografijama, mikroskopija nekome može postati prijatan hobi, a možda i umjetnost.

U modernom svijetu, gdje su razna tehnička sredstva i uređaji na pješačkoj udaljenosti, svako sam odlučuje na šta će potrošiti svoj novac. Iz zabavnih razloga, ovo bi mogao biti skupi laptop ili TV sa prevelikom veličinom dijagonale. Ali ima i onih koji odvode pogled od ekrana i usmjeravaju ga ili daleko u svemir, kupujući teleskop, ili, gledajući kroz okular mikroskopa, gledaju duboko unutra. Unutar prirode čiji smo dio.

Književnost

1. Landsberg G.S. (2003). Optika. § 92 (str. 301);
2. Gurevich A.A. (2003). Slatkovodne alge;
3. Kozinets G.I. (1998). Atlas ćelija krvi i koštane srži;
4. Korzhevsky D.E. (2010). Osnove histološke tehnike..