Którego mikroskopu można użyć do zobaczenia bakterii

Budowa bakterii jest znacznie prostsza i bardziej jednolita niż budowa najprostszych, a nie ma tu takiego bogactwa form jak u orzęsków. Jednak ta jednolitość i prostota struktury sprawiają, że bakterie są bardzo dobrym modelem do wielu eksperymentów. Wirusy są jeszcze prostsze, a zatem jeszcze lepsze jako model. Ale o nich – później, w specjalnym rozdziale.

Aby przyjrzeć się żywym bakteriom, będziemy musieli poszukać silniejszych i bardziej złożonych mikroskopów niż te, które można wykorzystać do oglądania orzęsek. Nie można obejść się bez powiększenia 600-800 razy.

Ale źródło, w którym zawsze można znaleźć różne bakterie, jest zawsze dostępne. To są twoje własne usta. Zeskrob płytkę nazębną i wymieszaj ją z kroplą wody lub śliny na szklanym szkiełku. To wystarczy, aby zapoznać się z głównymi formami bakterii.

Jeśli spojrzysz na nie przez zwykły mikroskop używany w laboratoriach medycznych i biologicznych, prawdopodobnie będziesz zawiedziony. Szare, z rozmytymi konturami, będą widoczne bardzo małe patyczki, kuleczki, nitki. Czy można je porównać z dziwacznymi, jak tropikalne ryby, orzęskami?

W tak zwanym mikroskopie z kontrastem fazowym można zobaczyć więcej. Różnica między tym mikroskopem a zwykłym polega na tym, że cząstki równie przezroczyste dla promieni świetlnych, ale o różnej gęstości, tutaj wyglądają inaczej: gęstsze są ciemniejsze, mniej gęste są jaśniejsze.

Interesujące jest obserwowanie żywych bakterii w tzw. mikroskopie ciemnego pola. Promienie światła nie przechodzą tutaj przez przedmiot obserwacji do soczewki mikroskopu, ale z boku. Zapewne widziałeś, jak jasno drobinki kurzu świecą w promieniach słońca, które przedostały się przez zasłony lub okiennice w ciemnym pomieszczeniu.

Bakterie wyglądają mniej więcej tak samo w mikroskopie do ciemnego pola - jak jasne kropki na kruczoczarnym lub brązowawym tle. Jednocześnie ich ogólne zarysy są lekko rozmyte, ale ruch bakterii jest wyraźnie widoczny. A natura ruchu pozwala rozpoznać czynniki sprawcze niektórych chorób.

Zdjęcie: USA Służba Geologiczna

Zdjęcie: Umberto Salvagnin

Inne bakterie nie posiadają wici niezbędnej do poruszania się. Nie oznacza to jednak, że będą nieruchome w polu widzenia mikroskopu. Nie, wydaje ci się, że bakterie poruszają się jednocześnie, jak mrówki w rozdartym mrowisku. Nie jest to jednak samodzielny, aktywny ruch drobnoustroju, ale tzw. ruch Browna.

Ruch Browna wszelkich małych cząstek unoszących się w cieczy (w żadnym wypadku nie tylko drobnoustrojów) jest konsekwencją losowego ruchu termicznego cząsteczek tej cieczy. Cząsteczki wywierają nacisk na cząstkę ze wszystkich stron i to, że tak powiem, „oznacza czas”.

Ale jeśli bakterie pod mikroskopem poruszają się, zobaczysz, jak szybko przechodzą przez pole widzenia, zastygają w miejscu, a potem znów pędzą dalej. Szczególnie interesujące są krętki, podobne do wskrzeszonej spirali z kuchenki elektrycznej. Są tak cienkie, że pod normalnym mikroskopem trudno dostrzec żywego krętka.

Są znacznie lepiej widoczne pod mikroskopem z ciemnym polem. Prawdopodobnie znajdziesz je w płytce nazębnej; po prostu dobrze się przyjrzyj - najlepiej wypatrywać krętków podczas ich ruchu. Albo pływają, wijąc się jak węże, albo drgają w miejscu, a nawet składają się na pół.

Żywe bakterie nie są tak wygodne do oglądania pod mikroskopem jak martwe i zabarwione.

Przy jakim powiększeniu warto kupić mikroskop, aby zobaczyć mikroorganizmy w ACC?

Szczegóły budowy tych organizmów badano właśnie na preparatach barwionych. Aby poplamić bakterie, należy je położyć na szkle (jak mówią, zrobić rozmaz), wysuszyć, podgrzać na płomieniu palnika (aby komórki można było później lepiej pomalować) i upuścić kroplę specjalnej farby na rozmazie.

Jeśli znajdziesz się w laboratorium mikrobiologicznym, to oczywiście jest zestaw różnych farb. Jednym z najczęstszych jest błękit metylenowy. Ponieważ jest częścią atramentu do pióra wiecznego, z braku lepszego można pokropić rozmaz kroplą atramentu. Po 6-8 minutach farbę należy zmyć wodą i wyschnąć rozmaza.

W zależności od tego, jaki rodzaj bakterii został wybarwiony, pod mikroskopem zobaczysz kulki lub patyczki - proste, zakrzywione lub przypominające przecinek. Łańcuchy można formować z patyków i kulek. Kule są czasami pogrupowane w grupy po cztery, osiem i szesnaście. Niektóre kije mają zgrubienia na końcach, jak główka zapałki. To są główne formy bakterii.

Jednak tak krótki opis przypomina słowa filozofa, który określił człowieka jako dwunożnego bez piór. W bakteriach, nawet barwionych w najprostszy sposób, można znaleźć całkiem sporo cech strukturalnych. Omówimy tutaj niektóre z tych funkcji.

Bakterie w kształcie pręcików są najliczniejsze w przyrodzie. Samo słowo „bakterie” w języku greckim oznacza „pręt”. Jeden z najczęstszych drobnoustrojów, tak zwany E. coli, ma kształt długiego owalu. E. coli żyje w jelicie grubym; jeden gram ludzkiego kału może zawierać 2-3 miliardy tych mikroorganizmów (wyobraź sobie, ile z nich przedostaje się do środowiska zewnętrznego na zaludnionym obszarze!).

Drobnoustroje chorobotwórcze, czynniki wywołujące czerwonkę, dur brzuszny i paratyfus, są pod względem formy nie do odróżnienia od Escherichia coli. Czynnikiem sprawczym wąglika jest również kij, ale z odciętymi końcami. Bakterie wąglika często układają się w długie włókna zwane łańcuchami.

Czynniki wywołujące tężec, zgorzel gazową i wiele innych chorób mają postać pałeczek.

Czasami można znaleźć nazwę „przecinek cholery”. Rzeczywiście, tak zwane vibrios są jak przecinek. Należą do nich czynnik sprawczy cholery. Tylko nie wyobrażaj sobie przecinka cholery w postaci kijanki, jak lubił ją rysować Majakowski w „Oknach WZROSTU”. Jest to raczej zakrzywiony sztyft o jednolitej grubości. Ściśle mówiąc, nie jest to nawet kij, ale odcinek spirali, jeden z jej niepełnych zwojów.

Bakterie kuliste nazywane są cocci. Cocci, zebrane w grona przypominające winogrona, nazywane są gronkowcami. Niektóre z nich, dostając się do ran lub zadrapań, powodują ropienie i powodują poważne choroby u małych dzieci.

Wiele nieszczęść przysparzają człowiekowi paciorkowce - drobnoustroje, które wyglądają jak sznurki koralików lub różaniec. Powodują różę, zapalenie migdałków, a nawet chorobę serca - zapalenie wsierdzia. Cocci, ułożone w dwie - diplococci - człowiek jest winny chorobom takim jak zapalenie opon mózgowych, zapalenie płuc, rzeżączka.

Łatwo jest określić kształt bakterii w wybarwionym rozmazie, ale niemożliwe jest dokładne zbadanie struktury komórki bakteryjnej. A jeśli nadal dużo wiemy o budowie bakterii, pomogły w tym specjalne metody ich barwienia i badania pod mikroskopem elektronowym.

• metoda mikroskopowa: świetlna, kontrast fazowy, fluorescencyjna, elektroniczna;
• metoda kulturowa (bakteriologiczna, wirusologiczna);
• metoda biologiczna (zakażenie zwierząt laboratoryjnych);
• molekularna metoda genetyczna (PCR – reakcja łańcuchowa polimerazy)
• metoda serologiczna - wykrywanie antygenów drobnoustrojów lub przeciwciał przeciwko nim;

Metody przygotowania preparatów do mikroskopii. Za pomocą mikroskopu świetlnego można badać mikroorganizmy, zarówno w stanie żywym, jak i kolorowym. W badaniu drobnoustrojów w stanie żywym można zorientować się w wielkości, kształcie i charakterze ich ruchu. Czasami wewnątrz żywej komórki widoczne są błyszczące, silnie załamujące światło granulki i zarodniki. Aby zbadać drobnoustroje w stanie żywym, przygotowuje się preparaty wiszących i zmiażdżonych kropli. W celu przygotowania preparatu wiszącej kropli (ryc. 19) na środek szkiełka nakrywkowego z ezą bakteriologiczną nanosi się niewielką kroplę badanego materiału zawieszonego w cieczy (izotoniczny roztwór chlorku sodu, bulion mięsno-peptonowy). Następnie biorą specjalną szklankę z otworem pośrodku i smarują jej krawędzie olejem wazelinowym. Przykryj kroplę badanego materiału na szkiełku nakrywkowym otworem do przesuwania, tak aby kropla znalazła się w środku otworu. Lekko naciśnij szkiełko i szybko je odwróć. Przy odpowiednim przygotowaniu leku kropla zwisa w otworze. Olejek wazelinowy zapobiega jego wysychaniu.

Preparat pokruszonej kropli przygotowuje się przez naniesienie kropli zawieszonego w cieczy materiału na szkiełko, które następnie przykrywa się szkiełkiem nakrywkowym.

ŚWIETLNA MIKROSKOPIA OPTYCZNA

Do mikroskopii świetlnej używa się mikroskopu. urządzenie optyczne, które pozwala na obserwację małych obiektów. Powiększenie obrazu uzyskuje się za pomocą układu soczewek kondensora, obiektywu i okularu. Kondensator umieszczony pomiędzy źródłem światła a badanym obiektem zbiera promienie świetlne w polu mikroskopu. Soczewka tworzy obraz pola mikroskopu wewnątrz tubusu. Okular powiększa ten obraz i umożliwia dostrzeżenie go przez oko.

Mikroskopia w domu

Granica rozdzielczości mikroskopu (minimalna odległość, przy której można rozróżnić dwa obiekty) jest określona przez długość fali światła i aperturę soczewek. Teoretycznie możliwa granica rozdzielczości mikroskopu świetlnego wynosi 0,2 µm; rzeczywistą rozdzielczość można zwiększyć, zwiększając aperturę układu optycznego, na przykład zwiększając współczynnik załamania światła. Współczynnik załamania światła (zanurzenie) płynnych mediów jest większy niż współczynnik załamania światła powietrza („=1,0)”, do mikroskopii stosuje się kilka mediów immersyjnych: olej, glicerynę, wodę. Część mechaniczna mikroskopu składa się ze statywu, stolika przedmiotowego, śrub makro i mikrometrycznych, tuby, uchwytu tuby.

Mikroskopia ciemnego pola umożliwia obserwację żywych bakterii. W tym celu stosuje się kondensor ciemnego pola, który podkreśla kontrastujące struktury niebarwionego materiału. Przed rozpoczęciem pracy montuje się i centruje światło na polu jasnym, następnie zdejmuje się kondensor pola jasnego i zastępuje go odpowiednim systemem (np. OI-10 lub OI-21). Preparat przygotowywany jest metodą „kruszonej kropli”, dzięki czemu jest jak najcieńszy (grubość szkiełka nakrywkowego nie powinna być grubsza niż 1 mm). Obserwowany obiekt wydaje się być oświetlony w ciemnym polu. W tym przypadku promienie z oświetlacza padają na obiekt z boku, a do soczewek mikroskopu trafiają tylko promienie rozproszone. Olejek wazelinowy nadaje się jako płyn imersyjny.

Mikroskopia z kontrastem fazowym pozwala na badanie żywych i niepomalowanych obiektów poprzez zwiększenie ich kontrastu. Kiedy światło przechodzi przez kolorowe obiekty, zmienia się amplituda fali świetlnej, a podczas przechodzenia przez obiekty bezbarwne zmieniają się fazy fali świetlnej, co służy do uzyskania obrazu o wysokim kontraście w mikroskopii kontrastu fazowego i interferencji. Aby zwiększyć kontrast, pierścienie fazowe są pokryte metalem, który pochłania bezpośrednie światło bez wpływu na przesunięcie fazowe. W układzie optycznym mikroskopu zastosowano specjalny kondensor z rewolwerem membranowym i urządzeniem centrującym; soczewki zostały zastąpione immersyjnymi soczewkami apochromatycznymi.

Mikroskopia polaryzacyjna umożliwia obrazowanie niezabarwionych struktur anizotropowych (np. włókien kolagenowych, miofibryli czy komórek mikroorganizmów). Zasada metody opiera się na badaniu obiektu w świetle utworzonym przez dwie wiązki spolaryzowane we wzajemnie prostopadłych płaszczyznach.

Mikroskopia interferencyjna łączy zasady kontrastu fazowego i mikroskopii polaryzacyjnej. Metoda służy do uzyskania kontrastowego, trójwymiarowego obrazu niepomalowanych przedmiotów. Zasada metody opiera się na bifurkacji strumienia światła w mikroskopie; jedna wiązka przechodzi przez obiekt, druga - za nim. Obie wiązki są połączone w okularze i kolidują ze sobą.

Mikroskopia luminescencyjna. Metoda opiera się na zdolności niektórych substancji do świecenia pod wpływem promieniowania krótkofalowego. W tym przypadku emitowane fale świetlne są dłuższe niż długość fali, która powoduje poświatę. Innymi słowy, obiekty fluorescencyjne pochłaniają światło o jednej długości fali i emitują światło w innym obszarze widma. Na przykład, jeśli promieniowanie indukujące jest niebieskie, wynikowa poświata może być czerwona lub żółta. Substancje te (izocyjanian fluoresceiny, oranż akrydynowy, rodamina itp.) są stosowane jako barwniki fluorescencyjne do obserwacji obiektów fluorescencyjnych (luminescencyjnych). W mikroskopie fluorescencyjnym światło ze źródła (ultra wysokociśnieniowa lampa rtęciowa) przechodzi przez dwa filtry. Pierwszy (niebieski) filtr wychwytuje światło przed próbką i umożliwia fluorescencję światła o długości fali, która wzbudza próbkę. Drugi (żółty) opóźnia światło niebieskie, ale przepuszcza światło żółte, czerwone, zielone emitowane przez obiekt fluorescencyjny i odbierane przez oko. Zazwyczaj badane drobnoustroje barwi się bezpośrednio lub za pomocą AT lub lektyn znakowanych fluorochromami. Leki oddziałują z Ag lub innymi strukturami obiektu wiążącymi ligand. Mikroskopia luminescencyjna znalazła szerokie zastosowanie do wizualizacji wyników reakcji immunochemicznych opartych na specyficznym oddziaływaniu AT znakowanego barwnikami fluorescencyjnymi z Ag badanego obiektu.