Quale microscopio puoi usare per vedere i batteri?

La struttura dei batteri è molto più semplice e uniforme della struttura dei protozoi e non esiste una tale ricchezza di forme come nei ciliati. Tuttavia, questa uniformità e semplicità della struttura rendono i batteri un ottimo modello per molti esperimenti. I virus hanno una struttura ancora più semplice e quindi ancora migliore come modello. Ma su di loro - più avanti, in un capitolo speciale.

Per osservare i batteri viventi, tu ed io dovremo cercare microscopi più potenti e complessi di quelli con cui possiamo esaminare i ciliati. Non puoi fare a meno di un ingrandimento di 600-800 volte.

Ma la fonte in cui è sempre possibile trovare un'ampia varietà di batteri è sempre disponibile. Questa è la tua bocca. Raschiare la placca e mescolarla con una goccia d'acqua o saliva su un vetrino. Questo ti basterà per conoscere le principali forme di batteri.

Se li osservate attraverso un normale microscopio utilizzato nei laboratori medici e biologici, probabilmente rimarrete delusi. Saranno visibili bastoncini, palline e fili di colore grigiastro, con contorni poco chiari. Possono essere paragonati ai ciliati, fantasiosi come i pesci tropicali?

Con un cosiddetto microscopio a contrasto di fase si può vedere di più. La differenza tra questo microscopio e quello convenzionale sta nel fatto che le particelle ugualmente trasparenti ai raggi luminosi, ma con densità diverse, qui appaiono diverse: quelle più dense sono più scure, quelle meno dense sono più leggere.

È interessante osservare i batteri viventi utilizzando il cosiddetto microscopio a campo oscuro. I raggi luminosi qui non attraversano l'oggetto di osservazione nella lente del microscopio, ma lateralmente. Probabilmente hai visto quanto brillantemente le particelle di polvere brillano in un raggio di sole che attraversa tende o persiane in una stanza buia.

I batteri appaiono più o meno allo stesso modo in un microscopio a campo scuro: come punti luminosi su uno sfondo nero corvino o brunastro. I loro contorni generali sono un po' sfumati, ma il movimento dei batteri è chiaramente visibile. E la natura del movimento consente di riconoscere gli agenti causali di alcune malattie.

Foto: Stati Uniti Indagine geologica

Foto:Umberto Salvagnin

Altri batteri non hanno flagelli necessari per il movimento. Ma questo non significa che rimarranno immobili nel campo visivo del microscopio. No, ti sembrerà che i batteri si muovano, tutti insieme, come le formiche in un formicaio divelto. Tuttavia, questo non è un movimento attivo e indipendente del microbo, ma il cosiddetto movimento browniano.

Il movimento browniano di qualsiasi piccola particella che galleggia in un liquido (non solo i microbi) è una conseguenza del movimento termico casuale delle molecole di questo liquido. Le molecole premono sulla particella da tutti i lati e questa, per così dire, "segna il tempo".

Ma se guardi i batteri mobili al microscopio, vedrai quanto velocemente attraversano il campo visivo, si congelano sul posto e poi si precipitano di nuovo. È particolarmente interessante osservare le spirochete, che sembrano una spirale animata da una stufa elettrica. Sono così sottili che al microscopio normale è difficile vedere una spirocheta vivente.

Sono visibili molto meglio al microscopio a campo oscuro. Probabilmente li troverai in targa; basta guardare bene: è meglio cercare le spirochete mentre si muovono. Galleggiano, dimenandosi come serpenti, oppure si contraggono sul posto e addirittura si piegano a metà.

Non è conveniente esaminare i batteri vivi al microscopio come quelli morti e colorati.

A quale ingrandimento è consigliabile acquistare un microscopio per vedere i microrganismi nell'ACH?

I dettagli della struttura di questi organismi sono stati studiati specificatamente su preparati colorati. Per macchiare i batteri, è necessario applicarli sul vetro (come si suol dire, fare uno striscio), asciugarlo, scaldarlo sulla fiamma di un bruciatore (in modo che le cellule successivamente si tingano meglio) e far cadere una goccia di vernice speciale sullo striscio.

Se vai in un laboratorio microbiologico, ovviamente ci sarà una serie di vernici diverse. Uno dei più comuni è il blu di metilene. Poiché fa parte dell'inchiostro di una penna stilografica, in mancanza di qualcosa di meglio, puoi spruzzare una goccia d'inchiostro sulla macchia. Dopo 6-8 minuti, la vernice deve essere lavata via con acqua e lo striscio deve essere asciugato.

A seconda del tipo di batterio che è stato colorato, al microscopio vedrai palline o bastoncini: dritti, curvi o a forma di virgola. Le catene possono essere formate da bastoncini e palline. Le palline sono talvolta raggruppate in gruppi di quattro, otto e sedici. Alcuni bastoncini hanno ispessimenti alle estremità come la testa di un fiammifero. Queste sono le principali forme di batteri.

Tuttavia, una descrizione così breve ricorda le parole di un filosofo che definiva l'uomo come un bipede senza piume. Nei batteri, anche colorati nel modo più semplice, si possono trovare molte caratteristiche strutturali. Parleremo di alcune di queste funzionalità qui.

I batteri a forma di bastoncino sono i più abbondanti in natura. La stessa parola “batterio” significa “bastone” in greco. Uno dei microbi più comuni, il cosiddetto E. coli, ha la forma di un lungo ovale. E. coli vive nell'intestino crasso; Un grammo di feci umane può contenere 2-5 miliardi di questi microrganismi (immagina quanti di essi finiscono nell'ambiente esterno nelle aree popolate!).

Anche i microbi patogeni - gli agenti causali della dissenteria, del tifo e del paratifo - sono indistinguibili dall'E. coli nella forma. Anche l'agente eziologico dell'antrace è un'asta, ma con le estremità tagliate. I batteri dell'antrace si trovano spesso in lunghe catene filiformi.

Gli agenti causali del tetano, della cancrena gassosa e di molte altre malattie hanno una forma a forma di bastoncino.

A volte puoi imbatterti nel nome "colera virgola". In effetti, i cosiddetti vibrioni sembrano una virgola. Questi includono l'agente eziologico del colera. Basta non immaginare la virgola del colera sotto forma di girino, come Mayakovsky amava disegnarlo in “Finestre di CRESCITA”. È più un bastoncino ricurvo di spessore uniforme. A rigor di termini, questo non è nemmeno un bastone, ma un segmento di una spirale, un suo giro incompleto.

I batteri sferici sono chiamati cocchi. I cocchi raccolti in grappoli simili ad acini sono chiamati stafilococchi. Alcuni di loro, penetrando in ferite o graffi, provocano suppurazione e causano gravi malattie nei bambini piccoli.

Gli streptococchi, microbi che sembrano fili di perline o rosari, causano molte disgrazie agli esseri umani. Causano erisipela, mal di gola e persino malattie cardiache: l'endocardite. I cocchi, disposti a coppie - diplococchi - sono responsabili di malattie come la meningite, la polmonite e la gonorrea.

È facile determinare la forma dei batteri in uno striscio colorato, ma è impossibile studiare la struttura di una cellula batterica in tutti i dettagli. E se sappiamo già molto sulla struttura dei batteri, ciò è stato aiutato da metodi speciali per colorarli e studiarli al microscopio elettronico.

metodo microscopico: luce, contrasto di fase, fluorescente, elettronico;
metodo colturale (batteriologico, virologico);
metodo biologico (infezione di animali da laboratorio);
metodo genetico molecolare (PCR - reazione a catena della polimerasi)
metodo sierologico: identificazione di antigeni di microrganismi o anticorpi contro di essi;

Metodi per preparare preparati per microscopia. Usando un microscopio ottico, puoi studiare i microrganismi, sia allo stato vivo che colorato. Studiando i microbi allo stato vivente, puoi avere un'idea delle dimensioni, della forma e della natura del loro movimento. A volte all'interno di una cellula vivente sono visibili granuli e spore lucenti e altamente rifrangenti. Per studiare i microbi allo stato vivente, vengono preparati preparati di gocce pendenti e frantumate. Per preparare una preparazione a gocce sospese (Fig. 19), una piccola goccia del materiale di prova sospeso in un liquido (soluzione isotonica di cloruro di sodio, brodo di estratto di carne) viene applicata al centro del vetro di copertura utilizzando un'ansa batteriologica. Quindi prendono un bicchiere speciale con un foro al centro e ne lubrificano i bordi con olio di vaselina. Un pozzetto di un vetrino viene utilizzato per coprire una goccia del materiale da testare su un vetro di copertura in modo che la goccia si trovi al centro del pozzetto. Premere leggermente la diapositiva e capovolgerla rapidamente. Quando il farmaco viene preparato correttamente, una goccia rimane nel foro. L'olio di vaselina impedisce che si secchi.

Una preparazione a gocce frantumate viene preparata applicando una goccia di materiale sospeso in un liquido su un vetrino, che viene poi coperto con un vetrino coprioggetto.

MICROSCOPIA OTTICA LEGGERA

Per la microscopia ottica viene utilizzato un microscopio - un dispositivo ottico che permette di osservare piccoli oggetti. L'ingrandimento dell'immagine è ottenuto da un sistema di lenti condensatrici, una lente obiettiva e un oculare. Un condensatore situato tra la sorgente luminosa e l'oggetto da studiare raccoglie i raggi luminosi nel campo del microscopio. La lente crea un'immagine del campo del microscopio all'interno del tubo. L'oculare ingrandisce questa immagine e permette all'occhio di percepirla.

Microscopia a casa

Il limite di risoluzione di un microscopio (la distanza minima alla quale si possono distinguere due oggetti) è determinato dalla lunghezza d'onda della luce e dall'apertura delle lenti. Il limite di risoluzione teoricamente possibile di un microscopio ottico è 0,2 µm; la risoluzione effettiva può essere aumentata aumentando l'apertura del sistema ottico, ad esempio aumentando l'indice di rifrazione. L'indice di rifrazione (immersione) dei mezzi liquidi è maggiore dell'indice di rifrazione dell'aria (“=1,0); durante la microscopia vengono utilizzati diversi mezzi di immersione: olio, glicerina e acqua. La parte meccanica del microscopio comprende un treppiede, un tavolino, viti macro e micrometriche, un tubo e un portatubo.

Microscopia in campo oscuro Permette l'osservazione dei batteri viventi. A questo scopo viene utilizzato un condensatore a campo scuro che mette in risalto le strutture contrastanti del materiale non colorato. Prima di iniziare il lavoro, la lampada viene installata e centrata sul campo chiaro, quindi il condensatore del campo chiaro viene rimosso e sostituito con un sistema appropriato (ad esempio OI-10 o OI-21). Il farmaco viene preparato utilizzando il metodo della “goccia schiacciata”, rendendolo il più sottile possibile (lo spessore del vetrino coprioggetto non deve essere superiore a 1 mm). L'oggetto osservato appare illuminato su un campo scuro. In questo caso, i raggi dell'illuminatore cadono lateralmente sull'oggetto e solo i raggi sparsi entrano nelle lenti del microscopio. L'olio di vaselina è adatto come liquido per immersione.

Microscopia a contrasto di fase permette di studiare oggetti vivi e non dipinti aumentandone il contrasto. Quando la luce passa attraverso oggetti dipinti, l'ampiezza dell'onda luminosa cambia e quando passa attraverso oggetti non verniciati, cambia la fase dell'onda luminosa, che viene utilizzata per ottenere immagini ad alto contrasto nella microscopia a contrasto di fase e interferenza. Per aumentare il contrasto, gli anelli di fase sono rivestiti con un metallo che assorbe la luce diretta senza influenzare lo sfasamento. Il sistema ottico del microscopio utilizza uno speciale condensatore con revolver a membrana e dispositivo di centraggio; Gli obiettivi vengono sostituiti con obiettivi apocromatici ad immersione.

La microscopia di polarizzazione fornisce immagini di strutture anisotrope non colorate (ad esempio, fibre di collagene, miofibrille o cellule microbiche). Il principio del metodo si basa sullo studio di un oggetto nella luce formata da due raggi polarizzati su piani reciprocamente perpendicolari.

La microscopia ad interferenza combina i principi della microscopia a contrasto di fase e di polarizzazione. Il metodo viene utilizzato per ottenere un'immagine tridimensionale contrastante di oggetti non verniciati. Il principio del metodo si basa sulla suddivisione del flusso luminoso al microscopio; un raggio passa attraverso l'oggetto, l'altro lo oltrepassa. Entrambi i raggi sono collegati all'oculare e interferiscono tra loro.

Microscopia a luminescenza. Il metodo si basa sulla capacità di alcune sostanze di brillare se esposte a radiazioni a onde corte. In questo caso le onde luminose emesse sono più lunghe dell'onda che provoca il bagliore. In altre parole, gli oggetti fluorescenti assorbono la luce di una lunghezza d'onda ed emettono luce in un'altra regione dello spettro. Ad esempio, se la radiazione inducente è blu, il bagliore risultante potrebbe essere rosso o giallo. Queste sostanze (isocianato di fluoresceina, arancio di acridina, rodamina, ecc.) vengono utilizzate come coloranti fluorescenti per l'osservazione di oggetti fluorescenti (luminescenti). In un microscopio a fluorescenza, la luce proveniente da una sorgente (lampada al mercurio ad altissima pressione) passa attraverso due filtri. Il primo filtro (blu) ferma la luce davanti al campione e trasmette la luce della lunghezza d'onda che eccita la fluorescenza del campione. Il secondo (giallo) blocca la luce blu, ma trasmette la luce gialla, rossa, verde emessa da un oggetto fluorescente e percepita dall'occhio. Tipicamente, i microrganismi di interesse vengono colorati direttamente o utilizzando AT o lectine marcate con fluorocromi. I farmaci interagiscono con Ag o altre strutture che legano i ligandi dell'oggetto. La microscopia a luminescenza ha trovato ampia applicazione per visualizzare i risultati di reazioni immunochimiche basate sull'interazione specifica dell'AT marcato con coloranti fluorescenti con Ag dell'oggetto studiato.