Koji mikroskop se može koristiti da se vide bakterije

Struktura bakterija je mnogo jednostavnija i ujednačenija od strukture najjednostavnijih, a ovdje nema tolikog bogatstva oblika kao kod cilijata. Međutim, ova uniformnost i jednostavnost strukture čine bakterije vrlo dobrim modelom za mnoge eksperimente. Virusi su još jednostavniji i stoga još bolji kao model. Ali o njima - kasnije, u posebnom poglavlju.

Da bismo pogledali žive bakterije, ti i ja ćemo morati potražiti jače i složenije mikroskope od onih koji se mogu koristiti za promatranje cilijata. Ne možete bez uvećanja od 600-800 puta.

Ali izvor, u kojem uvijek možete pronaći razne bakterije, uvijek je dostupan. Ovo su tvoja vlastita usta. Sastružite plak i pomiješajte ga s kapljicom vode ili pljuvačke na staklenom predmetu. Ovo je dovoljno da se upoznate sa glavnim oblicima bakterija.

Ako ih pogledate kroz običan mikroskop koji se koristi u medicinskim i biološkim laboratorijama, vjerovatno ćete se razočarati. Biće vidljivi sivkasti, nejasnih kontura, veoma mali štapići, kuglice, niti. Mogu li se porediti sa bizarnim, poput tropskih riba, trepavicama?

U takozvanom fazno-kontrastnom mikroskopu možete vidjeti više. Razlika između ovog mikroskopa i uobičajenog je u tome što čestice koje su jednako prozirne za svjetlosne zrake, ali različite gustoće, ovdje izgledaju drugačije: one gušće su tamnije, manje guste su svjetlije.

Zanimljivo je posmatrati žive bakterije u takozvanom mikroskopu tamnog polja. Zraci svjetlosti ovdje ne prolaze kroz predmet posmatranja u sočivo mikroskopa, već sa strane. Vjerovatno ste vidjeli kako sjajno sijaju čestice prašine na sunčevom zraku koji je prošao kroz zavjese ili kapke u mračnoj prostoriji.

Bakterije izgledaju otprilike isto u mikroskopu s tamnim poljem - poput svijetlih tačaka na crnoj ili smeđkastoj pozadini. Istovremeno, njihovi opći obrisi su blago zamućeni, ali je kretanje bakterija jasno vidljivo. A priroda pokreta omogućava vam da prepoznate uzročnike nekih bolesti.

Fotografija: U.S. Geološki zavod

Foto: Umberto Salvagnin

Druge bakterije nemaju flagele neophodne za kretanje. Ali to ne znači da će oni biti nepomični u vidnom polju mikroskopa. Ne, činiće vam se da se bakterije kreću, odjednom, kao mravi u rastrganom mravinjaku. Međutim, to nije nezavisno, aktivno kretanje mikroba, već takozvani Brownov pokret.

Braunovsko kretanje bilo koje male čestice koje lebde u tečnosti (nikako ne samo mikroba) posledica je nasumičnog toplotnog kretanja molekula te tečnosti. Molekuli vrše pritisak na česticu sa svih strana i ona, da tako kažemo, „obilježava vrijeme“.

Ali ako su bakterije pokretne pod mikroskopom, tada ćete vidjeti kako brzo prelaze vidno polje, smrzavaju se na mjestu i onda opet jure dalje. Posebno je zanimljivo promatrati spirohete, slične oživljenoj spirali iz električnog štednjaka. Toliko su tanke da je teško vidjeti živu spirohetu pod normalnim mikroskopom.

Mnogo se bolje vide pod mikroskopom tamnog polja. Verovatno ćete ih naći u zubnom plaku; samo dobro pogledajte - najbolje je tražiti spirohete tokom njihovog kretanja. Ili plivaju, vijugajući se poput zmija, ili se trzaju u mjestu, pa se čak i presavijaju na pola.

Žive bakterije nisu tako zgodne za gledanje pod mikroskopom kao mrtve i umrljane.

S kojim uvećanjem je poželjno kupiti mikroskop da bi se vidjeli mikroorganizmi u ACC-u?

Detalji strukture ovih organizama proučavani su upravo na obojenim preparatima. Da biste obojali bakterije, potrebno ih je staviti na staklo (kako kažu, napraviti razmaz), osušiti ga, zagrijati na plamenu plamenika (kako bi se ćelije kasnije bolje obojile) i kapnite kap posebne boje na bris.

Ako se nađete u mikrobiološkoj laboratoriji, onda, naravno, postoji set raznih boja. Jedno od najčešćih je metilensko plavo. Pošto je deo mastila za nalivpero, u nedostatku boljeg, možete poškropiti kap mastila na mrlju. Nakon 6-8 minuta, boju treba isprati vodom i osušiti mrlju.

Ovisno o tome koja vrsta bakterije je obojena, pod mikroskopom ćete vidjeti kuglice ili štapiće - ravne, zakrivljene ili u obliku zareza. Lanci se mogu formirati od štapića i kuglica. Kuglice se ponekad grupišu u grupe od četiri, osam i šesnaest. Neki štapići imaju zadebljanja na krajevima, poput glave šibica. Ovo su glavni oblici bakterija.

Međutim, ovako kratak opis podsjeća na riječi filozofa koji je čovjeka definirao kao dvonoga bez perja. U bakterijama, čak i obojenim na najjednostavniji način, može se pronaći dosta strukturnih karakteristika. Ovdje ćemo raspravljati o nekim od ovih karakteristika.

Bakterije u obliku štapa su najzastupljenije u prirodi. Sama riječ "bakterija" na grčkom znači "štap". Jedan od najčešćih mikroba, takozvana E. coli, ima oblik dugog ovala. E. coli živi u debelom crijevu; jedan gram ljudskog izmeta može sadržati 2-3 milijarde ovih mikroorganizama (zamislite koliko ih uđe u spoljašnju sredinu u naseljenom mestu!).

Patogeni mikrobi, uzročnici dizenterije, tifusa i paratifusa, po obliku se ne razlikuju od Escherichia coli. Uzročnik antraksa je takođe štap, ali sa odsečenim krajevima. Bakterije antraksa su često raspoređene u dugačke filamente zvane lanci.

Uzročnici tetanusa, gasne gangrene i mnogih drugih bolesti imaju oblik štapića.

Ponekad možete pronaći naziv "kolera zarez". Zaista, takozvani vibriji su poput zareza. To uključuje uzročnika kolere. Samo nemojte zamišljati zarez od kolere u obliku punoglavca, kako ga je Majakovski volio crtati u "Prozorima RASTA". Radi se o zakrivljenom štapu ujednačene debljine. Strogo govoreći, ovo nije čak ni štap, već segment spirale, jedan od njegovih nepotpunih zavoja.

Globularne bakterije nazivaju se koki. Koke, skupljene u grozdove nalik grožđu, nazivaju se stafilokoki. Neki od njih, ulazeći u rane ili ogrebotine, uzrokuju gnojenje i uzrokuju ozbiljne bolesti kod male djece.

Mnogo nesreće čovjeku uzrokuju streptokoki - mikrobi koji izgledaju kao nizovi perli ili brojanica. Uzrokuju erizipele, upale krajnika, pa čak i srčane bolesti - endokarditis. Koke, raspoređene u dva - diplokoke - osoba duguje bolesti kao što su meningitis, upala pluća, gonoreja.

Lako je odrediti oblik bakterije u obojenom razmazu, ali je nemoguće detaljno proučiti strukturu bakterijske ćelije. A ako još uvijek znamo puno o strukturi bakterija, onda su tome pomogle posebne metode njihovog bojenja i proučavanja pod elektronskim mikroskopom.

• mikroskopska metoda: svjetlosna, fazno-kontrastna, fluorescentna, elektronska;
• metoda kulture (bakteriološka, ​​virološka);
• biološka metoda (infekcija laboratorijskih životinja);
• molekularno genetska metoda (PCR - lančana reakcija polimeraze)
• serološka metoda - otkrivanje antigena mikroorganizama ili antitijela na njih;

Metode pripreme preparata za mikroskopiju. Uz pomoć svjetlosnog mikroskopa mogu se proučavati mikroorganizmi, kako u živom tako iu obojenom stanju. Proučavajući mikrobe u živom stanju, može se dobiti ideja o veličini, obliku i prirodi njihovog kretanja. Ponekad su unutar žive ćelije vidljive sjajne granule i spore koje jako prelamaju svjetlost. Za proučavanje mikroba u živom stanju pripremaju se preparati visećih i zgnječenih kapi. Za pripremu preparata kapi za vješanje (slika 19), mala kap ispitivanog materijala suspendovanog u tečnosti (izotonični rastvor natrijum hlorida, mesno-peptonski bujon) nanosi se bakteriološkom petljom na sredinu pokrovnog stakla. Zatim uzimaju posebnu čašu s rupom u sredini i namažu njene rubove vazelinskim uljem. Pokrijte kap ispitnog materijala na pokrivnom staklu sa otvorom za klizanje tako da kap bude u sredini rupe. Lagano pritisnite staklo i brzo ga okrenite. Uz pravilnu pripremu lijeka, kap visi u rupu. Vazelinsko ulje sprečava njegovo isušivanje.

Preparat zgnječenih kapljica priprema se nanošenjem kapi materijala suspendiranog u tekućini na staklo, koje se zatim prekriva pokrovnim stakalcem.

SVJETLOSNA OPTIČKA MIKROSKOPIJA

Za svjetlosnu mikroskopiju koristi se mikroskop. optički uređaj koji vam omogućava da posmatrate male objekte. Uvećanje slike postiže se sistemom sočiva kondenzatora, objektiva i okulara. Kondenzator koji se nalazi između izvora svjetlosti i predmeta koji se proučava prikuplja svjetlosne zrake u polju mikroskopa. Sočivo stvara sliku polja mikroskopa unutar cijevi. Okular uvećava ovu sliku i omogućava oku da je percipira.

Mikroskopija kod kuće

Granica rezolucije mikroskopa (minimalna udaljenost na kojoj se mogu razlikovati dva objekta) određena je talasnom dužinom svjetlosti i otvorom blende sočiva. Teoretski moguća granica rezolucije svjetlosnog mikroskopa je 0,2 µm; stvarna rezolucija se može povećati povećanjem otvora optičkog sistema, na primjer, povećanjem indeksa prelamanja. Indeks prelamanja (uranjanja) tečnih medija je veći od indeksa prelamanja vazduha (“=1,0), za mikroskopiju se koristi nekoliko imerzionih medija: ulje, glicerin, voda. Mehanički dio mikroskopa uključuje tronožac, stalak za predmet, makro- i mikrometrijski zavrtnji, cijev, držač cijevi.

Mikroskopija tamnog polja omogućava posmatranje živih bakterija. Za to se koristi kondenzator tamnog polja, koji naglašava kontrastne strukture neobojenog materijala. Prije početka rada, svjetlo se instalira i centrira na svijetlo polje, zatim se kondenzator svijetlog polja uklanja i zamjenjuje odgovarajućim sistemom (npr. OI-10 ili OI-21). Preparat se priprema po metodi “drobljene kapi” tako da bude što tanji (debljina pokrovnog stakla ne smije biti deblja od 1 mm). Posmatrani objekat izgleda kao osvetljen u tamnom polju. U tom slučaju zraci iz iluminatora padaju na predmet sa strane, a samo raspršene zrake ulaze u sočiva mikroskopa. Vazelinsko ulje je pogodno kao tečnost za potapanje.

Mikroskopija faznog kontrasta omogućava vam proučavanje živih i neobojenih objekata povećavajući njihov kontrast. Pri prolasku svjetlosti kroz obojene objekte mijenja se amplituda svjetlosnog vala, a pri prolasku kroz neobojene objekte mijenjaju se faze svjetlosnog vala, što se koristi za dobijanje slike visokog kontrasta u fazno-kontrastnoj i interferencijskoj mikroskopiji. Da bi se povećao kontrast, fazni prstenovi su presvučeni metalom koji apsorbira direktnu svjetlost bez utjecaja na fazni pomak. U optičkom sistemu mikroskopa koristi se poseban kondenzator sa membranskim revolverom i uređajem za centriranje; sočiva se zamjenjuju sa imersionim apohromat sočivima.

Polarizujuća mikroskopija omogućava snimanje neobojenih anizotropnih struktura (npr. kolagenih vlakana, miofibrila ili mikrobnih ćelija). Princip metode zasniva se na proučavanju objekta u svjetlosti formiranog od dva zraka polarizirana u međusobno okomitim ravnima.

Interferencijalna mikroskopija kombinuje principe faznog kontrasta i polarizacione mikroskopije. Metoda se koristi za dobivanje kontrastne trodimenzionalne slike neobojenih objekata. Princip metode se zasniva na bifurkaciji svetlosnog toka u mikroskopu; jedan snop prolazi kroz objekat, drugi - pored njega. Oba snopa su povezana u okularu i interferiraju jedan s drugim.

Luminescentna mikroskopija. Metoda se zasniva na sposobnosti nekih supstanci da sijaju kada su izložene kratkotalasnom zračenju. U ovom slučaju, emitovani svetlosni talasi su duži od talasne dužine koja izaziva sjaj. Drugim rečima, fluorescentni objekti apsorbuju svetlost jedne talasne dužine i emituju svetlost u drugom delu spektra. Na primjer, ako je induktivno zračenje plavo, onda rezultirajući sjaj može biti crven ili žut. Ove supstance (fluorescein izocijanat, akridin narandža, rodamin, itd.) koriste se kao fluorescentne boje za posmatranje fluorescentnih (luminiscentnih) objekata. U fluorescentnom mikroskopu, svjetlost iz izvora (živine lampe ultra visokog pritiska) prolazi kroz dva filtera. Prvi (plavi) filter hvata svjetlost ispred uzorka i dozvoljava svjetlosti talasne dužine koja pobuđuje uzorak da fluorescira. Druga (žuta) odgađa plavo svjetlo, ali propušta žutu, crvenu, zelenu svjetlost koju emituje fluorescentni objekt i koju opaža oko. Obično se proučavani mikroorganizmi boje direktno ili uz pomoć AT ili lektina označenih fluorohromima. Lijekovi stupaju u interakciju sa Ag ili drugim ligand-vezujućim strukturama objekta. Fluorescentna mikroskopija je našla široku primenu za vizualizaciju rezultata imunohemijskih reakcija zasnovanih na specifičnoj interakciji AT obeleženog fluorescentnim bojama sa Ag objekta koji se proučava.