Kojim se mikroskopom mogu vidjeti bakterije

Građa bakterija mnogo je jednostavnija i jednoličnija od strukture najjednostavnijih, a ovdje nema tolikog bogatstva oblika kao kod ciliata. 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 promatrali žive bakterije, ti i ja ćemo morati potražiti jače i složenije mikroskope od onih koji se mogu koristiti za promatranje cilijata. Ne može se bez povećanja od 600-800 puta.

Ali izvor, u kojem uvijek možete pronaći razne bakterije, uvijek je dostupan. Ovo su tvoja vlastita usta. Ostružite plak i pomiješajte ga s kapljicom vode ili sline na predmetnom staklu. Ovo je dovoljno da se upoznate s glavnim oblicima bakterija.

Ako ih pogledate kroz običan mikroskop koji se koristi u medicinskim i biološkim laboratorijima, vjerojatno ćete se razočarati. Bit će vidljivi sivkasti, s nejasnim konturama, vrlo mali štapići, kuglice, niti. Mogu li se usporediti s bizarnim, poput tropskih riba, cilijata?

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

Zanimljivo je promatrati žive bakterije u tzv. tamnopoljskom mikroskopu. Zrake svjetlosti ovdje ne prolaze kroz predmet promatranja u leću mikroskopa, već sa strane. Vjerojatno ste vidjeli kako čestice prašine sjaje u sunčevoj zraci koja je probila put kroz zavjese ili kapke u mračnoj sobi.

Bakterije izgledaju otprilike isto u mikroskopu s tamnim poljem - poput svijetlih točkica na crnoj ili smećkastoj pozadini. Istodobno, njihovi opći obrisi su malo zamagljeni, ali je kretanje bakterija jasno vidljivo. A priroda kretanja omogućuje vam prepoznavanje uzročnika nekih bolesti.

Fotografija: U.S. Geološki zavod

Fotografija: Umberto Salvagnin

Ostale bakterije nemaju bičeve potrebne za kretanje. Ali to ne znači da će biti nepomični u vidnom polju mikroskopa. Ne, činit će vam se da se bakterije kreću, sve odjednom, kao mravi u rastrganom mravinjaku. Međutim, to nije samostalno, aktivno kretanje mikroba, već tzv. Brownovo kretanje.

Brownovo gibanje bilo kojih malih čestica koje lebde u tekućini (nikako ne samo mikroba) posljedica je nasumičnog toplinskog gibanja molekula te tekućine. Molekule sa svih strana pritišću česticu i ona, da tako kažemo, “obilježava vrijeme”.

Ali ako su bakterije pokretne pod mikroskopom, tada ćete vidjeti koliko brzo prelaze vidno polje, zamrzavaju se na mjestu, a zatim opet žure dalje. Posebno je zanimljivo promatrati spirohete, slične oživljenoj spirali iz električnog štednjaka. Toliko su tanke da je teško vidjeti živu spirohetu pod normalnim mikroskopom.

Puno se bolje vide pod mikroskopom tamnog polja. Vjerojatno ćete ih pronaći u zubnom plaku; samo dobro pogledajte – najbolje je tražiti spirohete tijekom njihovog kretanja. Oni ili plivaju, migoljeći se poput zmija, ili se trzaju na mjestu, pa čak i presavijaju na pola.

Žive bakterije nije tako zgodno gledati pod mikroskopom kao mrtve i obojene.

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

Pojedinosti strukture ovih organizama proučavane su upravo na obojenim preparatima. Da biste obojili bakterije, potrebno ih je staviti na staklo (kako kažu, napraviti razmaz), osušiti, zagrijati na plamenu plamenika (kako bi se stanice kasnije bolje obojale) i kapnuti kap posebne boje na razmaz.

Ako se nađete u mikrobiološkom laboratoriju, onda, naravno, postoji set raznih boja. Jedan od najčešćih je metilensko plavo. Budući da je dio tinte za nalivpero, u nedostatku boljeg, kap tinte možete nakapati na mrlju. Nakon 6-8 minuta boju treba isprati vodom i osušiti mrlju.

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

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

Štapićaste bakterije su najzastupljenije u prirodi. Sama riječ "bakterija" na grčkom znači "šipka". Jedan od najčešćih mikroba, tzv. E. coli, ima oblik dugačkog ovala. E. coli živi u debelom crijevu; jedan gram ljudskog izmeta može sadržavati 2-3 milijarde ovih mikroorganizama (zamislite koliko ih u naseljenom mjestu uđe u vanjski okoliš!).

Patogeni mikrobi, uzročnici dizenterije, tifusa i paratifusa, po obliku se ne mogu razlikovati od Escherichie coli. Uzročnik antraksa je također štap, ali s odrezanim krajevima. Bakterije antraksa često su raspoređene u dugačke filamente koji se zovu lanci.

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

Ponekad možete pronaći naziv "kolera zarez". Doista, takozvani vibriosi su poput zareza. Tu spada i uzročnik kolere. Samo nemojte zamisliti zarez kolere u obliku punoglavca, kako ga je Majakovski volio crtati u "Prozorima RASTA". Radije je o zakrivljenom štapiću jednake debljine. Strogo govoreći, ovo nije čak ni štap, već segment spirale, jedan od njegovih nepotpunih zavoja.

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

Puno nesreće čovjeku uzrokuju streptokoki - mikrobi koji izgledaju poput nizova perli ili brojanice. Uzrokuju erizipel, upalu krajnika, pa čak i srčanu bolest - endokarditis. Cocci, raspoređeni u dva - diplococci - osoba duguje bolesti kao što su meningitis, upala pluća, gonoreja.

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

• mikroskopska metoda: svjetlosna, fazno-kontrastna, fluorescentna, elektronička;
• kulturalna metoda (bakteriološka, ​​virološka);
• biološka metoda (infekcija laboratorijskih životinja);
• molekularno genetička metoda (PCR - lančana reakcija polimerazom)
• serološka metoda - otkrivanje antigena mikroorganizama ili protutijela na njih;

Metode pripreme preparata za mikroskopiranje. Uz pomoć svjetlosnog mikroskopa mogu se proučavati mikroorganizmi, kako u živom tako iu obojenom stanju. Proučavajući mikrobe u živom stanju, može se steći predodžba o veličini, obliku i prirodi njihovog kretanja. Ponekad su unutar žive stanice vidljive sjajne granule i spore koje jako lome svjetlost. Za proučavanje mikroba u živom stanju pripremaju se pripravci visećih i zdrobljenih kapi. Za pripremu pripravka viseće kapi (slika 19), mala kap ispitivanog materijala suspendiranog u tekućini (izotonična otopina natrijevog klorida, mesno-peptonska juha) bakteriološkom petljom se nanosi na središte pokrovnog stakalca. Zatim uzimaju posebno staklo s rupom u sredini i namažu rubove vazelinskim uljem. Pokrijte kap ispitnog materijala na pokrovnom stakalcu rupom za stakalce tako da kap bude u sredini rupice. Lagano pritisnite predmetno staklo i brzo ga okrenite. Uz pravilnu pripremu lijeka, kap visi u rupu. Vazelinovo ulje sprječava njegovo isušivanje.

Pripravak smrvljene kapi priprema se nanošenjem kapi materijala suspendiranog u tekućini na predmetno stakalce, koje se zatim prekrije pokrovnim stakalcem.

SVJETLOSNA OPTIČKA MIKROSKOPIJA

Za svjetlosnu mikroskopiju koristi se mikroskop. optički uređaj koji omogućuje promatranje malih predmeta. Povećanje slike postiže se sustavom leća kondenzora, objektiva i okulara. Kondenzator koji se nalazi između izvora svjetlosti i predmeta koji se proučava prikuplja svjetlosne zrake u polju mikroskopa. Leća stvara sliku polja mikroskopa unutar cijevi. Okular povećava ovu sliku i omogućuje oku da je percipira.

Mikroskopija kod kuće

Granica razlučivosti mikroskopa (minimalna udaljenost na kojoj se mogu razlikovati dva objekta) određena je valnom duljinom svjetlosti i otvorom blende leća. Teoretski moguća granica razlučivosti svjetlosnog mikroskopa je 0,2 µm; stvarna rezolucija može se povećati povećanjem otvora blende optičkog sustava, na primjer, povećanjem indeksa loma. Indeks loma (imerzija) tekućih medija veći je od indeksa loma zraka (“=1,0), za mikroskopiranje se koristi nekoliko imerzijskih medija: ulje, glicerin, voda. Mehanički dio mikroskopa uključuje stativ, postolje za predmet, makro i mikrometrijske vijke, tubus, tubus držač.

Mikroskopija tamnog polja omogućuje promatranje živih bakterija. Za to se koristi kondenzator tamnog polja, koji naglašava kontrastne strukture neobojenog materijala. Prije početka rada svjetiljka se postavlja i centrira na svijetlo polje, zatim se uklanja kondenzator svijetlog polja i zamjenjuje odgovarajućim sustavom (npr. OI-10 ili OI-21). Preparat se priprema po metodi “zdrobljene kapi”, što tanji (debljina pokrovnog stakalca ne smije biti deblja od 1 mm). Promatrani objekt izgleda kao osvijetljen u tamnom polju. U tom slučaju zrake iz iluminatora padaju na predmet sa strane, a samo raspršene zrake ulaze u leće mikroskopa. Vazelinovo ulje prikladno je kao tekućina za uranjanje.

Fazno kontrastna mikroskopija omogućuje 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 dolazi do promjene faza svjetlosnog vala, što se koristi za dobivanje slike visokog kontrasta u fazno-kontrastnoj i interferencijskoj mikroskopiji. Kako bi se povećao kontrast, fazni prstenovi presvučeni su metalom koji apsorbira izravnu svjetlost bez utjecaja na fazni pomak. U optičkom sustavu mikroskopa koristi se poseban kondenzator s revolverom dijafragme i uređajem za centriranje; leće se zamjenjuju imerzijskim apokromatskim lećama.

Polarizacijska mikroskopija omogućuje prikaz neobojanih anizotropnih struktura (npr. kolagenih vlakana, miofibrila ili mikrobnih stanica). Princip metode temelji se na proučavanju objekta u svjetlu koje tvore dva snopa polarizirana u međusobno okomitim ravninama.

Interferencijska mikroskopija kombinira principe faznog kontrasta i polarizacijske mikroskopije. Metoda se koristi za dobivanje kontrastne trodimenzionalne slike neobojenih predmeta. Princip metode temelji se na bifurkaciji svjetlosnog toka u mikroskopu; jedna zraka prolazi kroz objekt, a druga - pored njega. Obje zrake su spojene u okularu i interferiraju jedna s drugom.

Luminiscencijska mikroskopija. Metoda se temelji na sposobnosti nekih tvari da svijetle kada su izložene kratkovalnom zračenju. U ovom slučaju, emitirani svjetlosni valovi su duži od valne duljine koja uzrokuje sjaj. Drugim riječima, fluorescentni objekti apsorbiraju svjetlost jedne valne duljine i emitiraju svjetlost u drugom području spektra. Na primjer, ako je inducirajuće zračenje plavo, tada rezultirajući sjaj može biti crven ili žut. Ove tvari (fluorescein izocijanat, akridin oranž, rodamin itd.) koriste se kao fluorescentne boje za promatranje fluorescentnih (svjetlećih) objekata. U fluorescentnom mikroskopu svjetlost iz izvora (živine žarulje ultravisokog tlaka) prolazi kroz dva filtra. Prvi (plavi) filter hvata svjetlost ispred uzorka i dopušta svjetlosti valne duljine koja pobuđuje uzorak da fluorescira. Drugi (žuti) odgađa plavo svjetlo, ali propušta žuto, crveno, zeleno svjetlo koje emitira fluorescentni objekt i percipira oko. Obično se proučavani mikroorganizmi boje izravno ili uz pomoć AT ili lektina obilježenih fluorokromima. Lijekovi stupaju u interakciju s Ag ili drugim strukturama objekta koje vežu ligand. Luminescentna mikroskopija pronašla je široku primjenu za vizualizaciju rezultata imunokemijskih reakcija na temelju specifične interakcije AT obilježenog fluorescentnim bojama s Ag ispitivanog objekta.