Содержание материала
Методы исследования
В люминесцентной микроскопии применяются различные методы исследований. Микробиологи используют флюорохромирование и реакцию иммунной флуоресценции. Вторую часто называют также методом флуоресцирующих тел.
Существует другой вид изучения молекул — конфокальная микроскопия. Она дает возможность исследовать частицы на той или иной глубине.
Флюорохромирование
Метод является распространенным в исследовании органов и тканей человека. Вторичную люминесценцию получают, обрабатывая образцы флюорохромами. Каждый предназначен для каких-либо целей.
Акридиновый оранжевый применяется для диагностики раковых заболеваний и инфаркта на ранних сроках. Ишемические участки имеют зелено-желтое свечение. Флюорохром применяют, чтобы выявлять кислые мукополисахариды. Если он взаимодействует с ДНК, появляется зеленая флуоресценция. Для реакции красителя на РНК характерна красная.
Флюорохромирование — это обработка флуорохромом с целью увеличения контрастности свечения.
Кофеин 5 и родамин применяются для определения гликогена в печени. Фосфин 3Р — для выявления липидов. Аналогичными свойствами обладает смесь растворов бензпирена и кофеина. Второй должен быть насыщенным. При наличии липидов появляется бело-голубая люминесценция.
Тиофлавин окрашивает особые белковые соединения при амилоидозе. Для него характерно зеленое свечение. При такой болезни внутренних органов в них образуются амилоиды.
Морин используют для определения содержания кальция в тканях. После обработки спиртовым раствором образцы имеют зеленую люминесценцию.
Черный солохром применяют для выявления алюминия. Он сопровождается желто-оранжевым свечением.
Реакция иммунной флюоресценции
Благодаря методу флуоресцирующих тел выявляют антитела, гормоны, продукты метаболизма и др. Реакция иммунной флюоресценции определяет рак и инфекции на ранних стадиях. Возможности таких исследований расширило развитие иммунохимии. Сейчас небелковые соединения в тканях выявляют искусственными гаптенами.
Что такое люминесцентная микроскопия
При физическом процессе соединения поглощают фотоны. Одновременно у веществ появляется излучение с иной длиной волны. У получившихся фотонов она больше, но энергии меньше. Когда соединения облучают ультрафиолетом, отдельные из них светятся. Цвет излучения направлен к красной спектральной части.
Люминесцентная микроскопия основана на способности некоторых веществ светиться.
Люминесцентные устройства функционируют в отраженном свете. Основной задачей при применении флуоресценции является отделение потока света объекта от сильного излучения подсветки. Чтобы увеличить наглядность изображения, используется темный или черный фон.
Обозначения для фильтров
Производители разрабатывают собственные системы кодов для обозначения фильтров, используемых во флуоресцентной микроскопии, что нередко приводит к путанице в терминологии. Кодировка в основном отражает вещественный состав изделия или его функциональные свойства.
При маркировке фильтров возбуждения часто используют аббревиатуры UG и BG, обозначающие ультрафиолетовое и синее стекла соответственно.
Дихроичные светоделители маркируются следующими акронимами: DM — дихроичное зеркало, CBS — хроматический светоделитель, TK — щелевой делитель, FT — делитель цвета, RKP — узкополосный отражатель. Все эти обозначения взаимозаменяемы.
Эмиссионные фильтры кодируются следующими символами: L или LP — широкополосный элемент, GG или Y — желтое стекло, OG или O — оранжевое стекло, RG или R — красное стекло, BA — запирающее стекло, K — щелевой фильтр.
Иногда наряду с акронимом присутствует числовое значение, указывающее на длину волны в нанометрах, на которой фильтр достигает половины величины максимальной пропускной способности.
Флуоресцентный светофильтр.
Вооружённая бабушка или устройство микроскопа.
Почему говорят «Виден не вооружённым глазом»? Значит есть, что то, что не видно. Бабушка носит очки. Наверно бабушка вооружённый человек с этой точки зрения. Если взять очки и посмотреть через них на газету.
Буквы становятся большими при помощи линз, сделанных из стекла. В простом микроскопе несколько линз собраны в объектив и окуляр. Объектив увеличивает изображение объекта от 4 до 100 крат. Окуляры дают возможность посмотреть на изображение увеличенное объективом и сами увеличивают изображение на 5-25 крат.
 |
 |
Окуляр вставлен в окулярную трубку, а в револьвер установлены несколько объективов(4Х; 10Х; 40Х). Револьвер позволяет быстро изменять увеличение микроскопа. Ручки грубой и тонкой настройки позволяют быстро настроить фокус микроскопа на предмет. Дисковая диафрагма позволяет изменять количество света. Бывают микроскопы бинокулярные для работы двумя глазами. Для длительной постоянной работы лучше иметь бинокулярный микроскоп, потому что когда постоянно зажмуриваешся портится зрение. Микроскопы бывают разные, некоторые работают при помощи солнца, некоторые при помощи электрического освещения.
Обычно мы видим свет отражённый от всего вокруг. Если направить микроскоп на жука, то мы увидим как устроен его панцирь. Панцирь жука, камень или монета не прозрачны. Для этого нужен микроскоп отражённого света. Для прозрачных объектов такой микроскоп не проходит. Бактерии или клетку мы увидеть не сможем. Для этого делают специальные микроскопы проходящего света.
картинка свет проходит через клетку и увеличивается
У них свет проходит через объект и его изображение попадает на объектив. Такой микроскоп увеличивает изображение объекта до 1600 раз. Это очень похоже на проектор в кинотеатре, пленка с фильмом маленькая, а показывают её на большом экране.
Увеличение и освещение
Лечение зубов с помощью лупы или налобной оптики (рис. 1) имеет существенные преимущества перед «невооруженным» глазом. В эндодонтии операционный микроскоп первым предложил использовать Гарри Карр: кроме увеличения микроскоп лучше, чем традиционная стоматологическая лампа, освещает объект (рис. 2).
Рис.1. Очки Zeiss
Рис.2. Оптимизация освещения объекта
На сегодняшний день микроскоп-ориентированная практика (рис. 3) – это основной приоритет и основная тенденция развития современной стоматологии, главными принципами которой являются превентивные и малоинвазивные методы.
Рис.3. Микроскоп OPMI pico отCarl Zeiss оснащен делителем луча, адаптерами для видео и фотокамерой
Проведение эндодонтических и реставрационных манипуляций с использованием операционного микроскопа (рис. 4, 5) повышает вероятность успешного лечения и оптимизирует процесс работы врача-стоматолога.
Эргономика: • Комфорт для глаз. • Комфортная позиция. Видео!
 |
 |
| Рис. 4, 5. На стоматологическом приеме в микроскоп-ориентированной практике 90% манипуляций ведется опосредованно |
Смотрите Видео!
Что такое электронный микроскоп
Электронные микроскопы освещают их образец, используя пучок электронов. Магнитные поля используются для изгиба пучков электронов, так же, как оптические линзы используются для изгибания пучков света в световых микроскопах. Широко используются два типа электронных микроскопов:просвечивающий электронный микроскоп (ПЭМ) а такжесканирующий электронный микроскоп (СЭМ), В просвечивающих электронных микроскопах электронный пучок проходитчерез образец. Объективная «линза» (которая на самом деле является магнитом) используется для создания вначале изображения, а с помощью проекционной «линзы» можно получить увеличенное изображение на флуоресцентном экране. В сканирующих электронных микроскопах пучок электронов запускается по образцу, что приводит к высвобождению вторичных электронов с поверхности образца. Используя анод, эти поверхностные электроны могут быть собраны, а поверхность может быть «нанесена на карту».
Как правило, разрешение изображений SEM не такое высокое, как у TEM. Однако, поскольку электроны не обязаны проходить через образец в СЭМ, их можно использовать для исследования более толстого образца. Кроме того, изображения, полученные с помощью СЭМ, показывают более глубокие детали поверхности.
ПЭМ-изображение хлоропласта (x12000)
РЭМ-изображение пыльцы разных растений (х500)
Обратите внимание на глубину детализации
Электронный микроскоп
История развития электронного микроскопа началась в 1931 году, когда некто Р. Руденберг получил патент на первый просвечивающий электронный микроскоп. Затем в 40-х годах прошлого века появились растровые электронные микроскопы, достигшие своего технического совершенства уже в 60-е годы прошлого века. Они формировали изображение объекта благодаря последовательному перемещению электронного зонда малого сечения по объекту.
Как работает электронный микроскоп? В основе его работы лежит направленный пучок электронов, ускоренный в электрическом поле и выводящий изображение на специальные магнитные линзы, этот электронный пучок намного меньше длины волн видимого света. Все это дает возможность увеличить мощность электронного микроскопа и его разрешающую способность в 1000-10 000 раз по сравнению с традиционным световым микроскопом. Это главное преимущество электронного микроскопа.
Так выглядит современный электронный микроскоп.
Классификация микроскопов
Хотя современные микроскопы представляют собой удобные устройства для детального изучения различных микрообъектов, не существует универсального инструмента, который будет эффективен во всех ситуациях.
Сегодня существует множество различных конструкций микроскопов для разных задач. Классификация микроскопов производится в зависимости от класса или конструкции. Сначала мы рассмотрим деление микроскопов на классы. В мировой практике все микроскопы делят на три класса в зависимости от исследований для которых они предназначены.
Классы микроскопов
Еще одной важной классификацией микроскопов является деление в зависимости от конструкции микроскопа:
-
Прямой микроскоп – объект исследования находиться под объективом. Предназначены для исследования небольших образцов и образцов на предметных стеклах. Увеличение прямых микроскопов варьируется от 25х до 1000х.
-
Инвертированный микроскоп – объект исследования находиться над объективом. Предназначены для исследования клеток в специальной посуде и крупногабаритных образцов весом до 30 кг. Увеличение инвертированных микроскопов варьируется от 12,5х до 1000х.
-
Стереомикроскопы — объект исследования находиться под объективом. Предназначены для получения объемных изображений. Микроскопы имеют два оптических пути, которые обеспечивают стереоэффект. Они широко используются в биологических исследованиях, в промышленности, криминалистике. Увеличение стереомикроскопов варьируется от 2х до 200х для рутинного и лабораторного классов, для исследовательского до 500х. В нашем каталоге такой вид микроскопов представлен моделью Leica M205. Это люминесцентный микроскоп, предназначенный для обнаружения трансгенных экспрессий. Благодаря этому возможно отобрать лучший для исследования образец.
-
Цифровые микроскопы – это модели особой конструкции, как правило, макроскопы, в которых вместо тубуса с окулярами используется цифровая камера.
- Конфокальные микроскопы – предназначены для сверхсложных биологических исследований. Используются в основном в научно-исследовательских институтах.
- Электронные микроскопы – в качестве источника энергии вместо света используется поток электронов. Электронный микроскоп позволяет изучать объекты с увеличением 100 — 1 000 000 раз и большим разрешением. Используются в основном в научно-исследовательских институтах.
- Рентгеновские микроскопы — для исследования очень малых объектов, размеры которых сопоставимы с длиной рентгеновской волны. Основан на использовании электромагнитного излучения с длиной волны от 0,01 до 1 нанометра. Рентгеновские микроскопы по разрешающей способности находятся между электронными и оптическими микроскопами. Теоретическая разрешающая способность рентгеновского микроскопа достигает 2-20 нанометров, что на порядок больше разрешающей способности оптического микроскопа (до 150 нанометров). В настоящее время существуют рентгеновские микроскопы с разрешающей способностью около 5 нанометров
Ознакомившись с классификацией микроскопов можно сделать вывод, что это достаточно сложное оборудование. Поэтому мы всегда рекомендуем нашим клиентам не подбирать оборудование самостоятельно, а обращаться к нашим экспертам. Это люди с соответствующим специализированным образованием и большим опытом реализации решений для микроскопии под различные задачи. Они постоянно совершенствуют свои знания на тренингах от ведущих производителей решений для микроскопии.
Обратившись к нашим специалистам Вы можете быть уверенными что получите наилучшую конфигурацию оборудования, которая будет учитывать:
- Задачи, которые стоят перед вами;
- Требование мировых и региональных стандартов для выполнения эти задач;
- Ваш бюджет.
Зачем это нужно?
При правильно поставленном рабочем процессе, фото/видеопротокол становится неотъемлемой частью карты пациента, что значительно облегчает коммуникацию специалистов внутри клиники, с реферативными специалистами, с самим пациентом, а так же облегчает интерпретацию карты на контрольных осмотрах.
Однако врачу, регулярно работающему с операционным микроскопом, использование классического макрофотокомплекта определенно доставляет ряд неудобств, так как требует повторной настройки микроскопа после фотографирования клинической ситуации. А в случаях с эндодонтическим приемом макрообъектив 100 мм зачастую оказывается бесполезным.
Так что же нужно «микроскописту» для фото/видеопротоколированния клинического приема? Начнем, пожалуй, с того, о чем уже упоминали ранее.
Функция и строение инструмента
Микроскоп является важным инструментом в мире биологических наук. Это инструмент для научного образования и научных исследований. Без него человек никогда не сможет понять мир микроорганизмов.
Функция состоит в том, чтобы видеть вещи на разных уровнях или увеличениях (например, клетки, которые нельзя увидеть невооруженным глазом).
Чтобы лучше понять функцию и основную структуру рассмотрим строение устройства:
Окуляр
Именно через окуляр мы смотрим на образец, помещенный на подмостки микроскопа. Он содержит две или более линз. Наиболее распространенное увеличение для окуляра 10-х однако они также могут быть 2-x и 5-x. Глазная часть съемная и может быть заменена другой частью с другим увеличением.
Держатель окуляра
Просто соединяет окуляр с корпусом обычно с помощью установочного винта, чтобы пользователь мог легко менять окуляр для изменения увеличительной мощности.
Линза объектива
Основные линзы составного микроскопа и могут иметь увеличение 4-x, 5-x, 10-x, 20-x, 40-x, 50-x и 100-x. Значения увеличения обычно гравируются на стороне каждой линзы. Составная часть к которой крепятся эти линзы может поворачиваться вручную, чтобы получить объектив нужного увеличения для фокусировки на объекте.
Опора и наконечник
Опора соединяет линзовый аппарат с основанием. Наконечник соединяет объектив с корпусом. С помощью вращающейся носовой части можно прикрепить до пяти различных степеней увеличения при повороте в нужное положение и использовании с существующим окуляром.
История создания
Хотя первые увеличительные линзы, на основе которых собственно и работает световой микроскоп, археологи находили еще при раскопках древнего Вавилона, тем не менее, первые микроскопы появились в Средневековье. Что интересно, среди историков нет согласия по поводу того, кто первым изобрел микроскоп. Среди кандидатов на эту почтенную роль такие известные ученые и изобретатели как Галилео Галилей, Христиан Гюйгенс, Роберт Гук и Антонии ван Левенгук.
Стоит также упомянуть итальянского врача Г. Фракосторо, который еще в далеком 1538 году первым предложил совместить несколько линз, чтобы получить больший увеличительный эффект. Это еще не было созданием микроскопа, но стало предтечей его возникновения.
А в 1590 году некто Ханс Ясен, голландский мастер по созданию очков заявил, что его сын – Захарий Ясен – изобрел первый микроскоп, для людей Средневековья такое изобретение было сродни маленькому чуду. Однако, ряд историков сомневается в том, является ли Захарий Ясен истинным изобретателем микроскопа. Дело в том, что в его биографии немало темных пятен, в том числе пятен и на его репутации, так современники обвиняли Захарию в фальшивомонетчестве и краже чужой интеллектуальной собственности. Как бы там ни было, но точно узнать был ли Захарий Ясен изобретателем микроскопа или нет, мы, к сожалению, не можем.
А вот репутация Галилео Галилея в этом плане безупречна. Этого человека мы знаем, прежде всего, как, великого астронома, ученого, гонимого католической церковью за свои убеждения о том, что Земля вращается вокруг Солнца, а не наоборот. Среди важных изобретений Галилея – первый телескоп, с помощью которого ученый проник своим взором в космические сферы. Но сфера его интересов не ограничивалась лишь звездами и планетами, ведь микроскоп, это по сути тот же телескоп, но только наоборот. И если с помощью увеличительных линз можно наблюдать за далекими планетами, то почему бы не обратить их мощь в другое направление – изучить то, что находится у нас «под носом». «Почему бы и нет», – наверное, подумал Галилей, и вот, в 1609 году он уже представляет широкой публике в Академии деи Личеи свой первый составной микроскоп, который состоял из выпуклой и вогнутой увеличительных линз.
Старинные микроскопы.
Позднее, спустя 10 лет, голландский изобретатель Корнелиус Дреббель усовершенствовал микроскоп Галилея, добавив в него еще одну выпуклую линзу. Но настоящую революцию в развитии микроскопов совершил Христиан Гюйгенс, голландский физик, механик и астроном. Так он первым создал микроскоп с двухлинзовой системой окуляров, которые регулировались ахроматически. Стоит заметить, что окуляры Гюйгенса применяются и по сей день.
А вот знаменитый английский изобретатель и ученый Роберт Гук навеки вошел в историю науки, не только как создатель собственного оригинального микроскопа, но и как человек, сделавший при его помощи великое научное открытие. Именно он первым увидел через микроскоп органическую клетку, и предположил, что все живые организмы состоят из клеток, этих мельчайших единиц живой материи. Результаты своих наблюдений Роберт Гук опубликовал в своем фундаментальном труде – Микрографии.
Опубликованная в 1665 году Лондонским королевским обществом, эта книга тут же стала научным бестселером тех времен и произвела подлинный фурор в научном сообществе. Еще бы, ведь в ней имелись гравюры с изображением увеличенной в микроскоп блохи, вши, мухи, комара, клетки растения. По сути, этот труд представлял собой удивительное описание возможностей микроскопа.
Интересный факт: термин «клетка» Роберт Гук взял потому, что клетки растений ограниченные стенами напомнили ему монашеские кельи.
Так выглядел микроскоп Робета Гука, изображение из «Микрографии».
И последним выдающимся ученым, который внес свой вклад в развитие микроскопов, был голландец Антонии ван Левенгук. Вдохновленный трудом Роберта Гука, «Микрографией», Левенгук создал свой собственный микроскоп. Микроскоп Левенгука, хотя и обладал лишь одной линзой, но она была чрезвычайно сильной, таким образом, уровень детализации и увеличения у его микроскопа был лучшим на то время. Наблюдая в микроскоп живую природу, Левенгук сделал множество важнейших научных открытий в биологии: он первым увидел эритроциты, описал бактерии, дрожжи, зарисовал сперматозоиды и строение глаз насекомых, открыл инфузории и описал многие их формы
Работы Левенгука дали огромный толчок к развитию биологии, и помогли привлечь внимание биологов к микроскопу, сделали его неотъемлемой частью биологических исследований, аж по сей день. Такая в общих чертах история открытия микроскопа
Устройство микроскопа
Конструкция микроскопа зависит от его вида, разумеется, электронный микроскоп будет отличаться своим устройством от светового оптического микроскопа или от рентгеновского микроскопа. В нашей статье мы рассмотрим строение обычного современного оптического микроскопа, который является наиболее популярным как среди любителей, так и профессионалов, так как с их помощью можно решить множество простых исследовательских задач.
Итак, прежде всего в микроскопе можно выделить оптическую и механическую части. К оптической части относится:
- Окуляр – это та часть микроскопа, которая прямо связана с глазами наблюдателя. В самых первых микроскопах он состоял из одной линзы, конструкция окуляра в современных микроскопах, разумеется, несколько сложнее.
- Объектив – практически самая важная часть микроскопа, так как именно объектив обеспечивает основное увеличение.
- Осветитель – отвечает за поток света на исследуемый объект.
- Диафрагма – регулирует силу светового потока, поступающего на исследуемый объект.
Механическая часть микроскопа состоит из таких важных деталей как:
- Тубус, он представляет собой трубку, в которой заключается окуляр. Тубус должен быть прочным и не деформироваться, так как иначе пострадают оптические свойства микроскопа.
- Основание, оно обеспечивает устойчивость микроскопа во время работы. Именно на него крепится тубус, держатель конденсатора, ручки фокусировки и другие детали микроскопа.
- Револьверная головка – применяется для быстрой смены объективов, в дешевых моделях микроскопов отсутствует.
- Предметный столик – это то место, на котором размещается исследованный объект или объекты.
А тут на картинке изображено более подробное строение микроскопа.
Типы микроскопов
От самого первого до инструмента, доступного сегодня, есть большая разница в технологии. Сегодня существуют различные виды микроскопов, которые способны увеличить объект в значительной степени. Они различаются по увеличению, разрешению, способу освещения, типу объекта, формированию изображения, глубине резкости и т. д.
Составной
Вид микроскопа – составной, обыкновенно используется в учебных заведениях и входит в категорию чаще всего применяемых в биологии. Он имеет две линзы, а именно объектив и окулярную линзу и обеспечивает увеличение 1500-х. Объектив окуляра имеет увеличение 10-х или 15-х. Инструмент используется для наблюдения за бактериями, простейшими, различными клетками и т. д.
Некоторые используют естественный свет, в то время как другие имеют осветитель, прикрепленный к основанию, который действует как источник света.
Образец помещают на площадку и наблюдают через линзы, которые имеют различную силу увеличения.
Световой
Вид микроскопа – световой, также называют оптическим. Объектив окуляра 10-х или 16-х и обеспечивает увеличение до 1500-х. Применяют при изучении анатомии и физиологии мельчайших существ.
Препаровальный
Его еще называют стереомикроскопом. Его сила увеличения меньше, чем другие типы микроскопов, но он дает трехмерную картину. Из-за низкой увеличительной мощности они используются для наблюдения небольших объектов. Необходимы в хирургических операциях, вскрытии, криминалистике и т. д.
Цифровой
Тип микроскопа – цифровой, имеет цифровую камеру, которая крепится к монитору. Он имеет оптическую линзу, а также датчики и обеспечивает увеличение в 1000 раз. Используется для получения снимков объекта с высоким разрешением.
Электронный
Электронный имеет высокое разрешение чем другие типы микроскопов. Строение устройства сложное и имеет схему испускающую пучок электронов, которые сталкиваются с объектом. Это один из лучших видов, используемых для изучения клеток.
Они бывает двух типов: сканирующий электронный и просвечивающий. Некоторые работают в вакууме, что снижает вероятность столкновения электронов с другими молекулами воздуха.
Просвечивающий электронный
Обеспечивает достаточно высокий уровень увеличения используя электронный луч дающий 2-мерное изображение. Электроны ударяют в объект, который делает его видимым. Объект виден темным на светлом фоне.
Сканирующий электронный
Это разновидность типа электронного микроскопа. Он имеет ниже увеличение, чем просвечивающий электронный, но может получить трехмерное изображение.
Фазовый контрастный
Эти виды микроскопов работают с помощью специального светового конденсатора. Свет падает на объект с разной скоростью. В этом устройстве можно увидеть неокрашенные и живые микроорганизмы. Также можно наблюдать различные части клетки, такие как митохондрии,лизосомы, тела Гольджи, ядра и т. д.
Люминесцентный
Этот тип микроскопа работает с помощью ультрафиолетового света. Ультрафиолетовый свет освещает образец и возбуждает электроны объекта, которые можно увидеть в разных цветах. Для подсветки объекта используются флуоресцентные красители. Ультрафиолетовый свет увеличивает разрешение, что полезно для идентификации микроорганизмов.
