การใช้กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงในเซลล์พืช วิธีการของกล้องจุลทรรศน์แสงและอิเล็กตรอน

กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงเป็นวิธีที่เก่าแก่ที่สุดและในขณะเดียวกันก็เป็นหนึ่งในวิธีการวิจัยและศึกษาเซลล์พืชและสัตว์ที่พบบ่อยที่สุด สันนิษฐานว่าจุดเริ่มต้นของการศึกษาเซลล์เกิดขึ้นได้อย่างแม่นยำด้วยการประดิษฐ์กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง ลักษณะสำคัญของกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงคือความละเอียดของกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง ซึ่งกำหนดโดยความยาวคลื่นของแสง ขีดจำกัดความละเอียดของกล้องจุลทรรศน์แสงถูกกำหนดโดยความยาวคลื่นของแสง กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงใช้เพื่อศึกษาโครงสร้างที่มีขนาดต่ำสุดเท่ากับความยาวคลื่นของการแผ่รังสีแสง เซลล์ที่เป็นส่วนประกอบจำนวนมากมีความหนาแน่นเชิงแสงอยู่ใกล้กัน และต้องมีการบำบัดล่วงหน้าก่อนที่จะทำการไมโครคัดลอก มิฉะนั้น เซลล์เหล่านี้จะมองไม่เห็นในทางปฏิบัติในกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงทั่วไป เพื่อให้มองเห็นได้จึงใช้สีย้อมต่างๆที่มีการเลือกสรรบางอย่าง การใช้สีย้อมแบบเลือกสรรทำให้สามารถศึกษาโครงสร้างภายในของเซลล์ได้อย่างละเอียดยิ่งขึ้น

ตัวอย่างเช่น:

สีย้อมฮีมาทอกซิลินทำให้องค์ประกอบบางอย่างของนิวเคลียสเป็นสีน้ำเงินหรือสีม่วง

หลังการรักษาต่อเนื่องด้วย phloroglucinol และกรดไฮโดรคลอริก เยื่อหุ้มเซลล์ที่ทำให้เป็นกรดจะกลายเป็นเชอร์รี่แดง

ซูดาน III คราบย้อมเยื่อหุ้มเซลล์คอร์กี้สีชมพู;

สารละลายไอโอดีนที่อ่อนแอในโพแทสเซียมไอโอไดด์จะเปลี่ยนเป็นเม็ดแป้งสีฟ้า

เมื่อทำการตรวจด้วยกล้องจุลทรรศน์ เนื้อเยื่อส่วนใหญ่จะได้รับการแก้ไขก่อนการย้อมสี

หลังจากการตรึง เซลล์จะซึมผ่านไปยังสีย้อม และโครงสร้างเซลล์จะมีเสถียรภาพ สารตรึงชนิดที่พบได้บ่อยที่สุดในพฤกษศาสตร์คือเอทิลแอลกอฮอล์

ในระหว่างการเตรียมการเตรียมการสำหรับการทำสำเนาด้วยกล้องจุลทรรศน์ จะมีการทำส่วนบางๆ บนไมโครโทม (ภาคผนวก 1, รูปที่ 1) อุปกรณ์นี้ใช้หลักการของตัวแบ่งส่วนข้อมูลขนมปัง เนื้อเยื่อพืชมีความหนากว่าเล็กน้อยสำหรับสัตว์ เนื่องจากเซลล์พืชค่อนข้างใหญ่ ความหนาของเนื้อเยื่อพืช - 10 ไมครอน - 20 ไมครอน ผ้าบางชนิดนิ่มเกินไปที่จะตัดทันที ดังนั้นหลังจากติดตั้งแล้วจึงเทลงในพาราฟินที่หลอมละลายหรือเรซินชนิดพิเศษซึ่งชุบผ้าทั้งหมด หลังจากเย็นตัวลงแล้วจะเกิดบล็อกแข็งขึ้นซึ่งจะถูกตัดบนไมโครโทม เนื่องจากเซลล์พืชมีผนังเซลล์ที่แข็งแรงซึ่งประกอบเป็นโครงร่างของเนื้อเยื่อ เปลือกหุ้มฉนวนมีความทนทานเป็นพิเศษ

การใช้ไส้ระหว่างการปรุงอาหารการตัดทำให้เกิดอันตรายจากการละเมิดโครงสร้างของเซลล์เพื่อป้องกันสิ่งนี้จะใช้วิธีการแช่แข็งอย่างรวดเร็ว เมื่อใช้วิธีนี้จะไม่มีการตรึงและการเท เนื้อเยื่อแช่แข็งถูกตัดบน microtome พิเศษ - cryotome (ภาคผนวก 1, รูปที่ 2)

ส่วนที่เป็นน้ำแข็งจะคงคุณลักษณะของโครงสร้างตามธรรมชาติไว้ได้ดีกว่า อย่างไรก็ตาม พวกมันปรุงได้ยากกว่า และการปรากฏตัวของผลึกน้ำแข็งทำให้รายละเอียดบางส่วนแตกสลาย

เฟสคอนทราสต์ (แอป 1 รูปที่ 3) และกล้องจุลทรรศน์การรบกวน (แอป 1 รูปที่ 4) ช่วยให้คุณตรวจสอบเซลล์ที่มีชีวิตภายใต้กล้องจุลทรรศน์พร้อมการแสดงรายละเอียดของโครงสร้างอย่างชัดเจน กล้องจุลทรรศน์เหล่านี้ใช้ลำแสงคลื่นแสง 2 ลำที่ทำปฏิกิริยา (ซ้อนทับ) ซึ่งกันและกัน เพิ่มหรือลดแอมพลิจูดของคลื่นที่เข้าตาจากส่วนประกอบต่างๆ ของเซลล์

กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงมีหลายแบบ

แบบฝึกหัดที่ 1

พิจารณาโครงร่างที่เสนอของทิศทางวิวัฒนาการ เขียนคำตอบของคำที่ขาดหายไป โดยระบุด้วยเครื่องหมายคำถามในแผนภาพ

คำอธิบาย:แนวความก้าวหน้าทางชีวภาพที่ถูกมองข้ามคือการปรับตัว Idioadaptation- การเปลี่ยนแปลงโดยเฉพาะอย่างยิ่งในร่างกายที่ไม่นำไปสู่การเพิ่มขึ้นของระดับขององค์กร (ขนของใบ, การเปลี่ยนสี, ฯลฯ )

คำตอบที่ถูกต้องคือ idioadaptation

ภารกิจที่ 2

เลือกคำตอบที่ถูกต้องสองข้อจากห้าข้อและจดตัวเลขตามที่ระบุไว้

ด้วยความช่วยเหลือของกล้องจุลทรรศน์แสงในเซลล์พืชสามารถแยกแยะได้

1. เอ็นโดพลาสมิกเรติคูลัม

2. ไมโครทูบูล

3. แวคิวโอล

4. ผนังเซลล์

5. ไรโบโซม

คำอธิบาย:การใช้กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง สามารถแยกแยะได้เฉพาะส่วนใหญ่ของเซลล์ เช่น ผนังเซลล์และแวคิวโอล (ในเซลล์เก่า แวคิวโอลใช้พื้นที่เกือบทั้งหมดในเซลล์) ออร์แกเนลล์ที่มีขนาดเล็กกว่า (ไมโครทูบูล เอนโดพลาสมิก เรติคูลัม และไรโบโซม) สามารถมองเห็นได้ด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนเท่านั้น

คำตอบที่ถูกต้องคือ 34

ภารกิจที่ 3

จำนวนโมเลกุลดีเอ็นเอที่มีอยู่ในนิวเคลียสของเซลล์หลังจากการทำซ้ำถ้าชุดดิพลอยด์มี 46 โมเลกุลดีเอ็นเอ? เขียนเฉพาะตัวเลขที่เหมาะสมในคำตอบของคุณ

คำอธิบาย:การจำลองแบบ - การเพิ่มสองเท่าของโมเลกุล DNA ซึ่งหมายความว่า 46 โมเลกุลหลังจากเพิ่มเป็นสองเท่าจะกลายเป็น 92 โมเลกุล

คำตอบที่ถูกต้องคือ 92

ภารกิจที่ 4

สัญญาณทั้งหมดที่แสดงด้านล่าง ยกเว้นสองประการ ใช้เพื่ออธิบายโครงสร้างและหน้าที่ของเอนโดพลาสมิกเรติคิวลัม ระบุคุณสมบัติสองประการที่ "หลุดออกมา" จากรายการทั่วไป

1. การสลายตัวของโปรตีน

2. การขนส่งสาร

3. ฟอสโฟรีเลชั่นออกซิเดชัน

4. การสังเคราะห์โปรตีนบนไรโบโซม

5. การแยกไซโตพลาสซึมออกเป็นช่องต่างๆ

คำอธิบาย:เอนโดพลาสซึมเรติคูลัมล้อมรอบนิวเคลียสซึ่งแบ่งไซโตพลาสซึมออกเป็นส่วน ๆ และดำเนินการขนส่งสารภายในเซลล์ EPS มีความเรียบและหยาบ Rough ER ดำเนินการสังเคราะห์โปรตีนด้วยความช่วยเหลือของไรโบโซมที่อยู่บนเยื่อหุ้มของเครือข่าย

คำตอบที่ถูกต้องคือ 13

งาน 5.

สร้างการติดต่อระหว่างกระบวนการและขั้นตอนของไมโทซิส

กระบวนการ

ก. เกิดเยื่อหุ้มนิวเคลียส

ข. ซิสเตอร์โครโมโซมต่างกัน

ข. ในที่สุดแกนของการแบ่งก็หายไป

ง. โครโมโซมหมดสภาพ

ง. เซนโทรเมียร์ของโครโมโซมแยกออกจากกัน

ระยะของไมโทซิส

1. อนาเฟส

2. เทโลเฟส

คำอธิบาย:แอนาเฟสเป็นเฟสที่เร็วที่สุดในการแบ่งตัว เนื่องจากโครโมโซมแยกจากขั้วของเซลล์ (และเซนโทรเมียร์ของโครโมโซมแยกจากกัน) กระบวนการอื่น ๆ ทั้งหมดเกิดขึ้นหลังจากความแตกต่างของโครโมโซม - ในเทโลเฟส

คำตอบที่ถูกต้องคือ 21221

ภารกิจที่ 6

มีการผลิตฟีโนไทป์ที่แตกต่างกันกี่ชนิดโดยการผสมข้ามต้นถั่วหวานสองต้นที่มีดอกสีชมพู (สีแดงไม่เด่นเหนือสีขาว) ในคำตอบของคุณ ให้จดเฉพาะจำนวนฟีโนไทป์

คำอธิบาย:ด้วยการครอบงำที่ไม่สมบูรณ์ การรวมกันของยีนสำหรับสีแดง (A) และสีขาว (a) ให้สีชมพู (A) เราข้ามพืชซีต้าสีชมพูสองต้น:

R: Aa x Aa

G: A, a x A, a

F1: เราแยกตามจีโนไทป์ - 1AA:2Aa:1aa

แยกตามฟีโนไทป์: 1: 2: 1 (25% - สีแดง 50% - สีชมพู 25% - ดอกสีขาว)

คำตอบที่ถูกต้องคือ 3

ภารกิจที่ 7

เครื่องหมายทั้งหมดด้านล่าง ยกเว้นสองลักษณะ แสดงถึงความแปรปรวนของการดัดแปลง ระบุสัญญาณสองประการที่ "หลุดออกมา" จากรายการทั่วไปและจดตัวเลขตามที่ระบุไว้

1. ใบลูกศรใต้น้ำและนูนรูปแบบต่างๆ

2. นัยน์ตาสีน้ำตาลและสีน้ำเงินในคนในครอบครัวเดียวกัน

3. ความแปรปรวนของขนาดหัวของต้นมันฝรั่งหนึ่งต้น

4. ความแตกต่างของความยาวของใบเบิร์ชจากด้านเหนือและใต้

5. การมีลูกดาวน์ซินโดรม

คำอธิบาย: ความแปรปรวนของการดัดแปลง- ความแปรปรวนของสิ่งมีชีวิตเฉพาะ (หรือกลุ่มของสิ่งมีชีวิต) ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมภายในขอบเขตของบรรทัดฐานปฏิกิริยา ความแปรปรวนดังกล่าวส่งผลต่อฟีโนไทป์ของสิ่งมีชีวิต แต่ไม่ส่งผลต่อจีโนไทป์ ดังนั้นการดัดแปลงดังกล่าวจึงไม่ได้รับการสืบทอด ดังนั้น ตัวอย่างของความแปรปรวนประเภทนี้จึงไม่ใช่ลักษณะทางพันธุกรรม - สีตาที่ต่างกันและกลุ่มอาการดาวน์

คำตอบที่ถูกต้องคือ 25

ภารกิจที่ 8

สร้างการติดต่อระหว่างกระบวนการและแผนกโรงงาน

กระบวนการ

ก. การก่อตัวของเอนโดสเปิร์ม

B. การก่อตัวของการเจริญเติบโตสีเขียว

B. การหลอมรวมของ gametes ที่ไม่เคลื่อนที่

ง. การพัฒนาหลอดเรณู

ง. การสืบพันธุ์และการแพร่กระจายโดยสปอร์

แผนกโรงงาน

2. เฟิร์น

คำอธิบาย:เฟิร์นเติบโตเป็นสีเขียว (จากสปอร์) และยังขยายพันธุ์และตกตะกอนด้วยสปอร์ เซลล์สืบพันธุ์เพศชายของพวกมันเคลื่อนที่ได้และการปฏิสนธิเกิดขึ้นเฉพาะในน้ำเท่านั้น

คำตอบที่ถูกต้องคือ 12112

ภารกิจที่ 9

ลักษณะของสิ่งมีชีวิตที่แสดงในรูปคืออะไร

1. ระบบไหลเวียนโลหิตปิด

2. แบ่งร่างกายเป็นหัว อก และท้อง

3. เส้นประสาทช่องท้อง

4. ขาสี่คู่

5. เสาอากาศหนึ่งคู่

6. หายใจด้วยถุงลมปอดและหลอดลม

คำอธิบาย:แมงมีขาสี่คู่, ระบบไหลเวียนโลหิตแบบเปิด, ส่วนของร่างกาย: cephalothorax และช่องท้อง, มีห่วงโซ่เส้นประสาทในช่องท้อง, พวกเขาหายใจด้วยความช่วยเหลือของถุงปอดและหลอดลม หนวดก็ไม่มี

คำตอบที่ถูกต้องคือ 346

งาน 10.

สร้างความสัมพันธ์ระหว่างคุณลักษณะของสิ่งมีชีวิตกับอาณาจักรที่มีลักษณะเฉพาะ

สัญญาณของสิ่งมีชีวิต

ก. สารอาหารประเภทต่าง ๆ

B. การปรากฏตัวของไคตินในโครงกระดูกด้านนอก

B. การปรากฏตัวของเนื้อเยื่อการศึกษา

ง. ระเบียบของกิจกรรมที่สำคัญเท่านั้นด้วยความช่วยเหลือของสารเคมี

ง. การก่อตัวของยูเรียในกระบวนการเผาผลาญ

จ. การปรากฏตัวของผนังเซลล์แข็งที่ทำจากพอลิแซ็กคาไรด์

อาณาจักร

1. พืช

2. สัตว์

คำอธิบาย:สัญญาณของสัตว์ ได้แก่ สารอาหารประเภท heterotrophic การปรากฏตัวของไคตินในโครงกระดูกภายนอกและการก่อตัวของยูเรียในกระบวนการเผาผลาญโปรตีน

การปรากฏตัวของเนื้อเยื่อการศึกษา การควบคุมกิจกรรมที่สำคัญด้วยความช่วยเหลือของสารเคมีและการมีอยู่ของผนังเซลล์สามารถนำมาประกอบกับสัญญาณของพืช

พืชเป็นพืชออโตโทรฟเนื่องจากพวกมันกินสารอนินทรีย์และแปรรูปเป็นสารอินทรีย์ โครงกระดูกภายนอกมีให้ในสัตว์เท่านั้น (สัตว์ขาปล้อง) สัตว์มีเฉพาะประสาท เยื่อบุผิว กล้ามเนื้อและเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน และพืชมีการศึกษา กลไก จำนวนเต็ม พื้นฐาน และสื่อกระแสไฟฟ้า สัตว์ควบคุมกระบวนการภายในด้วยความช่วยเหลือของการควบคุมทางประสาทและร่างกาย และพืชด้วยความช่วยเหลือของสารเคมีเท่านั้น ยูเรียเกิดขึ้นในสัตว์ ผนังเซลล์ (ทำจากเซลลูโลส) มีอยู่ในพืชและไม่มีในสัตว์

คำตอบที่ถูกต้องคือ 221121

ภารกิจที่ 11

กำหนดลำดับการจัดอนุกรมวิธานอย่างเป็นระบบ โดยเริ่มจากขนาดใหญ่ที่สุด

1. พืช

2. ไม้พุ่มเชอร์รี่

3. โรซีเซ่

4. ใบเลี้ยงคู่

5. พืชชั้นสูง

6. เชอร์รี่

คำอธิบาย:จัดแท็กซ่าโดยเริ่มจากที่ใหญ่ที่สุด

อาณาจักร - พืช

แผนก - พืชชั้นสูง

คลาส - ใบเลี้ยงคู่

ครอบครัว - Rosaceae

คัน - เชอร์รี่

ดู - ไม้พุ่มเชอร์รี่

คำตอบที่ถูกต้องคือ 154362

งาน 12.

เลือกคำตอบที่ถูกต้องสามข้อจากหกข้อและจดตัวเลขตามที่ระบุไว้

1. การตีบตันของหลอดเลือดแดงปอด

2. เพิ่มการหายใจ

3. การระเหยของน้ำผ่านต่อมเหงื่อ

4. การเปลี่ยนแปลงของอัตราการแข็งตัวของเลือด

5. การขยายตัวของเส้นเลือดฝอยที่ผิวหนัง

6. ลดความดันโลหิต

คำอธิบาย:เมื่อเกิดการถ่ายเทความร้อนหลอดเลือดในปอดตีบ (เนื่องจากความดันเพิ่มขึ้น) การระเหยของน้ำผ่านต่อมเหงื่อและการขยายตัวของเส้นเลือดฝอยของผิวหนัง (ผิวหนังเปลี่ยนเป็นสีแดง)

คำตอบที่ถูกต้องคือ 135

ภารกิจที่ 13

สร้างการติดต่อระหว่างโครงสร้างของหูกับแผนกที่พวกเขาอยู่

โครงสร้าง

ก. พินนา

ข. หน้าต่างวงรี

ก. หอยทาก

G. Stremechko

ง. ท่อยูสเตเชียน

อี. แฮมเมอร์

หน่วยงาน

1. หูชั้นนอก

2. หูชั้นกลาง

3. หูชั้นใน

คำอธิบาย:ลองดูที่ภาพ

เราอ้างถึงใบหูกับหูชั้นใน, กระดูกหู (โกลนค้อน) ไปที่หูชั้นกลาง, หน้าต่างรูปไข่, คอเคลียและท่อยูสเตเชียนไปยังหูชั้นใน

คำตอบที่ถูกต้องคือ 133232

งาน 14.

จัดเรียงตามลำดับที่ถูกต้องของการอยู่ใต้บังคับบัญชาของระบบในระดับต่าง ๆ โดยเริ่มจากที่ใหญ่ที่สุด

1. องค์ประกอบที่มีรูปร่าง

2. เม็ดเลือดแดง

3. เฮโมโกลบิน

4. ไอออนของเหล็ก

5. เนื้อเยื่อเกี่ยวพัน

6. เลือด

คำอธิบาย:เราจัดโครงสร้างโดยเริ่มจากที่ใหญ่ที่สุด: เนื้อเยื่อเกี่ยวพัน - เลือด - องค์ประกอบที่เกิดขึ้น - เม็ดเลือดแดง - เฮโมโกลบิน - ไอออนของเหล็ก ธาตุเหล็กเป็นส่วนหนึ่งของโปรตีนเฮโมโกลบินซึ่งมีออกซิเจนและตั้งอยู่บนเม็ดเลือดแดง - เซลล์เม็ดเลือด เลือดเป็นเนื้อเยื่อเกี่ยวพันชนิดหนึ่ง

คำตอบที่ถูกต้องคือ 561234

งาน 15.

อ่านข้อความ. เลือกสามประโยคที่อธิบายเกณฑ์ทางนิเวศวิทยาของพันธุ์พืช Pemphigus vulgaris จดตัวเลขตามที่ระบุ

1. Pemphigus vulgaris ส่วนใหญ่พบในภูมิภาคเมดิเตอร์เรเนียนของยุโรปและแอฟริกา 2. Pemphigus vulgaris เติบโตในคูน้ำ, บ่อน้ำ, อ่างเก็บน้ำที่นิ่งและไหลช้า, หนองน้ำ 3. ใบของพืชจะถูกผ่าออกเป็นกลีบ ๆ คล้ายเส้นด้าย ใบและลำต้นมีถุง 4. Pemphigus บานตั้งแต่มิถุนายนถึงกันยายน 5. ดอกมีสีเหลือง นั่ง 5-10 ต่อก้าน 6. Pemphigus vulgaris เป็นพืชกินแมลง

คำอธิบาย:เกณฑ์ทางนิเวศวิทยาอธิบายวิถีชีวิตของสปีชีส์โดยสัมพันธ์กับสิ่งมีชีวิตอื่น ประโยคที่ 2 - อธิบายลักษณะของถิ่นที่อยู่ (ไม่ใช่สถานที่เฉพาะ แต่โดยทั่วไป)

ข้อเสนอที่ 4 - เวลาออกดอก (และด้วยเหตุนี้การผสมเกสร)

ข้อเสนอ 6 - คุณสมบัติทางโภชนาการ

คำตอบที่ถูกต้องคือ 246

งาน 16.

จับคู่ตัวอย่างและหลักฐานสำหรับวิวัฒนาการ

ตัวอย่าง

A. ฟอสซิลรูปแบบเฉพาะกาล

ข. อวัยวะที่คล้ายคลึงกัน

ข. พื้นฐาน

ง. ฟอสซิล

ง. อตาวิมส์

E. แผนร่างกายเดียว

หลักฐานวิวัฒนาการ

1. บรรพชีวินวิทยา

2. กายวิภาคเปรียบเทียบ

คำอธิบาย:หลักฐานทางบรรพชีวินวิทยา เราอ้างอิงถึงสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์พบ - รูปแบบการนำส่งฟอสซิล ซากดึกดำบรรพ์ อย่างอื่นเป็นหลักฐานทางกายวิภาคเปรียบเทียบ - อวัยวะที่คล้ายคลึงกัน, พื้นฐาน, atavisms, แผนโครงสร้างเดียว

Atavism- การปรากฏตัวของสัญญาณในลักษณะร่างกายของบรรพบุรุษที่อยู่ห่างไกล (เส้นผม, เต้านมหลายตัว, ฯลฯ )

Rudiments- อวัยวะที่สูญเสียการทำงาน (ฟันคุด, ภาคผนวก, ก้นกบ, เปลือกตาที่สาม, ฯลฯ )

คำตอบที่ถูกต้องคือ 122122

งาน 17.

เลือกคำตอบที่ถูกต้องสามข้อจากหกข้อและจดตัวเลขตามที่ระบุไว้

ผู้บริโภคในระบบนิเวศคือ

2. แบคทีเรียเน่า

3. พืชสีเขียว

4. Artiodactyls

5. นักล่า

6. ไซยาโนแบคทีเรีย

คำตอบที่ถูกต้องคือ 145

งาน 18.

สร้างความสัมพันธ์ระหว่างคุณลักษณะและระบบนิเวศ

ป้าย

ก. โครงข่ายไฟฟ้าสาขา

ข. ห่วงโซ่อาหารสั้น

B. การควบคุมตนเองต่ำ

ง. ผู้ผลิตที่หลากหลาย

ง. ความหลากหลายของสัตว์ชนิดต่างๆ

จ. การครอบงำของวัฒนธรรมเชิงเดี่ยว

ระบบนิเวศ

1. บริภาษหญ้าขนนก

2. ทุ่งข้าวสาลี

คำอธิบาย:อันที่จริงในงานจำเป็นต้องแยกแยะระบบนิเวศธรรมชาติ (ทุ่งหญ้าบริภาษ) ออกจากระบบนิเวศเกษตร (ทุ่งข้าวสาลี)

ระบบนิเวศน์เกษตรมีลักษณะเป็นห่วงโซ่อาหารสั้น การควบคุมตนเองต่ำ และการปกครองแบบเชิงเดี่ยว ทุกสิ่งทุกอย่างเป็นสัญญาณของระบบนิเวศทางธรรมชาติที่ยั่งยืน

คำตอบที่ถูกต้องคือ 122112

งาน 19.

กำหนดลำดับการปรากฏและการพัฒนาของระบบนิเวศบนโขดหินเปล่า

1. ตะไคร่และแบคทีเรีย

2. ชุมชนไม้พุ่ม

3. ชุมชนป่า

4. ไม้ดอกล้มลุก

5. มอสและไลเคนฟรุติโคส

คำอธิบาย:บนโขดหินเปล่า ชุมชนพืชถูกสร้างขึ้นในลักษณะเดียวกับการพัฒนาชีวิตพืชบนโลก นั่นคือตะไคร่ตะไคร่และแบคทีเรีย จากนั้นตะไคร่มอสและฟรุติโคส ตามด้วยไม้ดอกเป็นไม้ล้มลุก ชุมชนไม้พุ่ม และสุดท้ายคือชุมชนป่าไม้

คำตอบที่ถูกต้องคือ 15423

งาน 20.

พิจารณาภาพวาดที่แสดงเฟสของวัฏจักรหัวใจ กำหนดชื่อของระยะนี้ ระยะเวลาและทิศทางของการไหลเวียนของเลือด กรอกข้อมูลในเซลล์ว่างของตารางโดยใช้เงื่อนไขกระบวนการจากรายการ

รายการข้อกำหนดและกระบวนการ:

1. หัวใจห้องล่าง

2. หัวใจเต้นผิดจังหวะ

3.การไหลเวียนของเลือดจากโพรงไปสู่หลอดเลือดแดง

4. 0.1 วินาที

5.0.8วินาที

6. การไหลเวียนของเลือดจากเอเทรียมไปยังช่องท้อง

7. การไหลเวียนของเลือดจากเส้นเลือดไปยังเอเทรียม

8.0.3s

คำอธิบาย:รูปแสดงระยะของการหดตัวของหัวใจห้องบน (atrial systole) ในกรณีนี้เลือดจากเอเทรียมเข้าสู่โพรง กระบวนการนี้เร็วมากและใช้เวลา 0.1 วินาที

คำตอบที่ถูกต้องคือ 246

ภารกิจที่ 21

วิเคราะห์ตาราง "เวลาที่จำเป็นในการจดจำภาพทดสอบ" ตัวแบบได้แสดงตัวเลขสีต่างๆ และภาพขาวดำที่มีความซับซ้อนต่างกันไป เวลาที่ต้องใช้เพื่อให้วัตถุจดจำและตั้งชื่อวัตถุนั้นได้บันทึกไว้แล้ว

รูปภาพ	เวลาการรับรู้เฉลี่ย (มิลลิวินาที)
เรียบง่าย	25,0
ความยากปานกลาง	37,5
ซับซ้อน	70,0
ตัวเลขสีดำ	27,5
ตัวเลขสีแดง	37,5
ตัวเลขสีน้ำเงิน	62,5
ตัวเลขสีเขียว	45,0
ตัวเลขสีเหลือง	67,5

เลือกข้อความสั่งที่สามารถกำหนดสูตรตามการวิเคราะห์ข้อมูลที่นำเสนอ

1. เวลาในการจดจำตัวเลขไม่ได้ขึ้นอยู่กับสีของพวกเขา

2. วัตถุสีดำรับรู้ได้เร็วกว่าวัตถุสี

3. ยิ่งวัตถุเรียบง่ายเท่าใด แสงก็จะยิ่งจำน้อยลงเท่านั้น

4. จำตัวเลขสีได้เร็วกว่าภาพที่ซับซ้อน

5. เวลาพลบค่ำ การจดจำวัตถุสีอ่อนลง

คำอธิบาย:ตามข้อมูลที่ให้ไว้ในตาราง วัตถุสีดำจะรับรู้ได้เร็วกว่าวัตถุสี (27.5 ms และ 37.5 - 67.5 ms) และตัวเลขสี (สูงสุด - 67.5 ms จะถูกจดจำได้เร็วกว่าภาพที่ซับซ้อน (70.0 ms) คำสั่งที่เหลือไม่เป็นความจริงหรือมีข้อมูลที่ไม่ได้อยู่ในตาราง

คำตอบที่ถูกต้องคือ 24

งาน 22.

เป็นที่ทราบกันดีว่าเลือดมนุษย์ประกอบด้วยโปรตีนและกลูโคส เหตุใดการฉีดกลูโคสเข้าเลือดเพียงครั้งเดียวจึงไม่เป็นอันตรายต่อร่างกาย แต่การให้โปรตีนส่วนใหญ่กลับเป็นอันตราย

คำอธิบาย:ด้วยการนำกลูโคสเข้าสู่กระแสเลือดเพียงครั้งเดียว ฮอร์โมนของการเผาผลาญคาร์โบไฮเดรตจะทำลายมันลง กลูโคสเป็นโมเลกุลที่คุ้นเคยสำหรับเลือดมนุษย์ (และโมเลกุลพลังงานหลัก) และโปรตีน (ไม่ใช่กฎข้อบังคับ) ไม่ควรอยู่ในเลือดในสภาวะปกติ (เนื่องจากเป็นโพลีเมอร์) โปรตีนโมโนเมอร์ - กรดอะมิโน - เข้าสู่กระแสเลือดจาก ระบบทางเดินอาหาร. โปรตีนเป็นสารแอนติเจนในธรรมชาติและร่างกายมนุษย์จะรับรู้ว่าเป็นโมเลกุลแปลกปลอม

งาน 23.

ตั้งชื่อวัตถุที่แสดงในภาพ ระบุชื่อและหน้าที่ของโครงสร้างที่ปรากฏในภาพ

คำอธิบาย:รูปแสดงแบคทีเรีย (ไวรัสแบคทีเรีย) เราสามารถแยกแยะหัว (โปรตีน capsid - ทำหน้าที่ป้องกันเนื่องจากมีกรดนิวคลีอิก - DNA หรือ RNA) กระบวนการหางด้วยแผ่นฐาน - ไวรัสจะฉีดกรดนิวคลีอิกเข้าไปในเซลล์ที่ได้รับผลกระทบผ่านกระบวนการ เส้นใย - ด้วยความช่วยเหลือของพวกเขาไวรัสจะหยั่งรากที่ผนังเซลล์

งาน 24.

ค้นหาข้อผิดพลาดสามข้อในข้อความที่กำหนด ระบุจำนวนประโยคที่เกิดข้อผิดพลาด แก้ไขให้ถูกต้อง

(1) ปลาเป็นที่อยู่อาศัยของสิ่งแวดล้อมทางน้ำ (2) ตามแหล่งกำเนิดและลักษณะโครงสร้างของปลา แบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ ปลากระดูกอ่อนและปลากระดูก (๓) ศีรษะซึ่งชี้ไปด้านหน้า รวมกับลำตัว โดยเริ่มจากขอบเหงือกที่ว่างและปิดท้ายด้วยบริเวณหาง (4) ในปลาทั้งหมด เหงือกเปิดที่ด้านนอกของร่างกายด้วยกรีดเหงือก (5) ปลาทุกตัวมีกระเพาะว่ายน้ำ (b) ปลากระดูกที่เก่าแก่ที่สุดคือปลาที่มีครีบครีบ (7) มีลักษณะเป็นเนื้อ ครีบเป็นสะเก็ด โนโตคอร์ดที่พัฒนาในปลาที่โตเต็มวัย กระเพาะปัสสาวะว่ายน้ำที่พัฒนาไม่ดี และลักษณะอื่นๆ

คำอธิบาย:ประโยคที่ 3 - ร่างกายไม่ได้ลงท้ายด้วยหาง แต่ด้วยทวารหนัก

ข้อเสนอที่ 4 - เหงือกปลาทั้งหมดไม่ได้เปิดออกนอกตัวพร้อมกับกรีดเหงือก ในปลาหลายชนิด เหงือกจะปกคลุมด้วยเหงือกปลา (ปลากระดูก)

ข้อเสนอแนะที่ 5 - กระเพาะว่ายน้ำ - อวัยวะพิเศษสำหรับปรับตัวให้เข้ากับการว่ายน้ำ แต่ไม่ใช่ว่าปลาทุกตัวจะมีกระเพาะว่ายน้ำ (ปลาแซลมอน)

กล้องจุลทรรศน์ใช้ในการตรวจหาและศึกษาจุลินทรีย์ กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงได้รับการออกแบบมาเพื่อศึกษาจุลินทรีย์ที่มีขนาดอย่างน้อย 0.2 ไมครอน (แบคทีเรีย โปรโตซัว ฯลฯ) และกล้องจุลทรรศน์อิเล็กทรอนิกส์เพื่อศึกษาจุลินทรีย์ขนาดเล็ก (ไวรัส) และโครงสร้างที่เล็กที่สุดของแบคทีเรีย
ทันสมัย กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง- อุปกรณ์เหล่านี้เป็นอุปกรณ์เกี่ยวกับสายตาที่ซับซ้อน ซึ่งต้องใช้ความรู้ ทักษะ และความถูกต้องแม่นยำสูง
กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงแบ่งออกเป็นนักศึกษา การทำงาน ห้องปฏิบัติการ และการวิจัย ซึ่งแตกต่างกันในด้านการออกแบบและทัศนศาสตร์ กล้องจุลทรรศน์ในประเทศ (Biolam, Bimam, Mikmed) มีการกำหนดระบุว่าพวกเขาอยู่ในกลุ่มใด (C - นักเรียน, R - คนงาน, L - ห้องปฏิบัติการ, I - การวิจัย) อุปกรณ์จะแสดงด้วยตัวเลข

กล้องจุลทรรศน์แบ่งออกเป็นชิ้นส่วนทางกลและทางแสง
ถึง ชิ้นส่วนเครื่องจักรกลประกอบด้วย: ขาตั้งกล้อง (ประกอบด้วยฐานและที่ยึดท่อ) และท่อที่ติดตั้งด้วยปืนลูกโม่สำหรับติดตั้งและเปลี่ยนเลนส์ ตารางวัตถุสำหรับเตรียมการ อุปกรณ์สำหรับติดคอนเดนเซอร์และตัวกรองแสง ตลอดจนกลไกที่สร้างขึ้น ลงในขาตั้งกล้องแบบหยาบ (มาโครกลไก, มาโครสกรู) และแบบละเอียด
(ไมโครกลไก, ไมโครสกรู) สำหรับการเคลื่อนย้ายระยะวัตถุหรือตัวยึดท่อ
ส่วนออปติคัลกล้องจุลทรรศน์แสดงโดยวัตถุประสงค์ เลนส์ใกล้ตา และระบบไฟส่องสว่าง ซึ่งประกอบด้วยคอนเดนเซอร์ Abbe ที่อยู่ใต้ระยะของวัตถุ กระจกที่มีด้านแบนและเว้า รวมถึงไฟส่องแยกหรือไฟในตัว วัตถุประสงค์ถูกขันเข้าไปในปืนพกและช่องมองภาพที่เกี่ยวข้องซึ่งมองเห็นภาพนั้นได้รับการติดตั้งที่ด้านตรงข้ามของหลอด มีตาข้างเดียว (มีช่องมองภาพหนึ่งช่อง) และกล้องสองตา (มีเลนส์ใกล้ตาสองข้างที่เหมือนกัน)

แผนผังของกล้องจุลทรรศน์และระบบแสงสว่าง

1. แหล่งกำเนิดแสง;
2. นักสะสม;
3. ไดอะแฟรมสนามไอริส;
4. กระจกเงา;
5. ไดอะแฟรมรูรับแสงไอริส;
6. คอนเดนเซอร์;
7. ยา;
7" ขยายภาพกลางจริงของการเตรียมการที่เกิดขึ้น ตามวัตถุประสงค์;
7"". ภาพจำลองขั้นสุดท้ายที่ขยายใหญ่ขึ้นของการเตรียมการซึ่งสังเกตได้ในเลนส์ใกล้ตา
8. เลนส์;
9. ไอคอนเลนส์เอาท์พุต;
10. รูรับแสงของช่องมองภาพ;
11. ช่องมองภาพ;
12. ตา.

มีบทบาทสำคัญในการรับภาพ เลนส์. มันสร้างภาพที่ขยายใหญ่ขึ้น จริงและกลับด้านของวัตถุ จากนั้น ภาพนี้จะถูกขยายเพิ่มเติมเมื่อมองผ่านเลนส์ใกล้ตา ซึ่งคล้ายกับแว่นขยายทั่วไป ให้ภาพเสมือนที่ขยายใหญ่ขึ้น
เพิ่มขึ้นกล้องจุลทรรศน์สามารถกำหนดคร่าวๆ ได้โดยการคูณกำลังขยายของวัตถุด้วยกำลังขยายของช่องมองภาพ อย่างไรก็ตาม การขยายไม่ได้กำหนดคุณภาพของภาพ คุณภาพของภาพคือความคมชัด ความละเอียดของกล้องจุลทรรศน์นั่นคือความสามารถในการแยกความแตกต่างสองจุดที่เว้นระยะห่างอย่างใกล้ชิด ขีดจำกัดความละเอียด- ระยะห่างขั้นต่ำที่จุดเหล่านี้ยังคงมองเห็นได้แยกจากกัน ขึ้นอยู่กับความยาวคลื่นของแสงที่ส่องวัตถุ และรูรับแสงที่เป็นตัวเลขของวัตถุ ในทางกลับกัน รูรับแสงที่เป็นตัวเลข ขึ้นอยู่กับรูรับแสงเชิงมุมของวัตถุและดัชนีการหักเหของแสงของตัวกลางระหว่างเลนส์ด้านหน้าของวัตถุกับชิ้นงานทดสอบ รูรับแสงเชิงมุมคือมุมสูงสุดที่รังสีผ่านวัตถุสามารถเข้าสู่เลนส์ได้ ยิ่งรูรับแสงกว้างขึ้นและดัชนีการหักเหของแสงของตัวกลางที่อยู่ระหว่างเลนส์กับการเตรียมการจะเข้าใกล้ดัชนีการหักเหของแสงของแก้วมากเท่าใด ความละเอียดของเลนส์ก็จะยิ่งสูงขึ้น หากเราพิจารณารูรับแสงของคอนเดนเซอร์เท่ากับรูรับแสงของวัตถุ สูตรความละเอียดจะมีรูปแบบดังนี้:

โดยที่ R คือขีดจำกัดความละเอียด - ความยาวคลื่น NA - รูรับแสงตัวเลข

แยกแยะ มีประโยชน์และ ไร้ประโยชน์เพิ่มขึ้น. กำลังขยายที่เป็นประโยชน์มักจะเท่ากับช่องตัวเลขของวัตถุที่ขยาย 500-1000 เท่า กำลังขยายตาที่สูงขึ้นไม่ได้ดึงรายละเอียดใหม่ออกมาและไม่มีประโยชน์
ขึ้นอยู่กับสื่อที่อยู่ระหว่างเลนส์และการจัดเตรียม มีเลนส์ "แห้ง" ที่มีกำลังขยายขนาดเล็กและขนาดกลาง (สูงสุด 40x) และเลนส์แช่ที่มีรูรับแสงและกำลังขยายสูงสุด (90-100x) ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับสื่อที่อยู่ระหว่างเลนส์กับการจัดเตรียม เลนส์ "แห้ง" คือเลนส์ที่มีอากาศระหว่างเลนส์ด้านหน้ากับชิ้นงาน

คุณสมบัติของเลนส์แช่คือวางของเหลวแช่ไว้ระหว่างเลนส์ด้านหน้าของวัตถุดังกล่าวกับการเตรียมการ ซึ่งมีดัชนีการหักเหของแสงเหมือนกับกระจก (หรือใกล้กับเลนส์) ซึ่งทำให้รูรับแสงตัวเลขและความละเอียดเพิ่มขึ้น ของเลนส์ น้ำกลั่นใช้เป็นของเหลวแช่ตัวสำหรับเลนส์แช่น้ำ และใช้น้ำมันซีดาร์หรือน้ำมันแช่สังเคราะห์พิเศษสำหรับเลนส์แช่น้ำมัน ควรใช้น้ำมันเครื่องสังเคราะห์สำหรับแช่ตัว เนื่องจากพารามิเตอร์ของน้ำมันนั้นถูกทำให้เป็นมาตรฐานแม่นยำกว่า และไม่เหมือนกับน้ำมันซีดาร์ตรงที่จะไม่แห้งบนพื้นผิวของเลนส์ด้านหน้าของวัตถุ สำหรับเลนส์ที่ทำงานในบริเวณอัลตราไวโอเลตของสเปกตรัม กลีเซอรอลถูกใช้เป็นของเหลวแช่ ไม่ว่าในกรณีใด คุณไม่ควรใช้สารทดแทนสำหรับน้ำมันแช่และโดยเฉพาะอย่างยิ่งน้ำมันวาสลีน
**ภาพที่ได้จากเลนส์มีข้อบกพร่องหลายประการ: ความคลาดเคลื่อนทรงกลมและสี ความโค้งของช่องภาพ ฯลฯ ในเลนส์ที่ประกอบด้วยเลนส์หลายตัว จุดบกพร่องเหล่านี้ได้รับการแก้ไขในระดับหนึ่ง เลนส์อะโครมาติกและเลนส์อะโครมาติกที่ซับซ้อนกว่านั้นขึ้นอยู่กับระดับของการแก้ไขข้อบกพร่องเหล่านี้ ดังนั้น เลนส์ที่แก้ไขความโค้งของช่องภาพจึงเรียกว่า plan achromats และ plan apochromats การใช้เลนส์เหล่านี้ทำให้ได้ภาพที่คมชัดทั่วทั้งสนาม ในขณะที่ภาพที่ได้จากเลนส์ทั่วไปนั้นไม่มีความคมชัดเท่ากันที่บริเวณกึ่งกลางภาพและที่ขอบของระยะการมองเห็น คุณสมบัติทั้งหมดของเลนส์มักจะสลักอยู่บนกรอบ: กำลังขยายของตัวเอง รูรับแสง ประเภทเลนส์ (APO - apochromat ฯลฯ ); เลนส์แช่น้ำมีชื่อเรียกว่า VI และวงแหวนสีขาวรอบกรอบที่ส่วนล่าง เลนส์แช่น้ำมันมีชื่อ MI และวงแหวนสีดำ
วัตถุประสงค์ทั้งหมดได้รับการออกแบบมาให้ทำงานกับใบปะหน้าขนาด 0.17 มม.
ความหนาของใบปะหน้าส่งผลต่อคุณภาพของภาพโดยเฉพาะเมื่อทำงานกับระบบที่แห้งมาก (40x) เมื่อทำงานกับวัตถุประสงค์ในการจุ่ม ไม่ควรใช้ใบปะหน้าที่มีความหนามากกว่า 0.17 มม. เนื่องจากความหนาของใบปิดอาจมากกว่าระยะการทำงานของวัตถุ และในกรณีนี้ เมื่อพยายามเน้นวัตถุประสงค์บนชิ้นงานทดสอบ เลนส์ด้านหน้าของวัตถุอาจเสียหายได้
เลนส์ใกล้ตาประกอบด้วยเลนส์สองชิ้น และยังมีเลนส์หลายประเภท ซึ่งแต่ละชนิดใช้กับเลนส์ชนิดใดชนิดหนึ่งโดยเฉพาะ เพื่อขจัดความไม่สมบูรณ์ของภาพออกไป ประเภทของเลนส์ตาและกำลังขยายจะระบุไว้ที่กรอบ
คอนเดนเซอร์ได้รับการออกแบบเพื่อเน้นแสงจากไฟส่องไปที่การเตรียมการ กำกับโดยกระจกของกล้องจุลทรรศน์หรือไฟส่องสว่าง (ในกรณีที่ใช้ไฟติดหรือไฟในตัว) รายละเอียดอย่างหนึ่งของคอนเดนเซอร์คือไดอะแฟรมรูรับแสง ซึ่งจำเป็นสำหรับการให้แสงสว่างที่เหมาะสมของชิ้นงานทดสอบ
ไฟส่องสว่างประกอบด้วยหลอดไฟฟ้าแรงต่ำที่มีไส้หลอดหนา หม้อแปลง เลนส์ตัวสะสม และไดอะแฟรมสนาม การเปิดซึ่งกำหนดเส้นผ่านศูนย์กลางของสนามที่ส่องสว่างในการเตรียม กระจกส่องแสงสว่างจากตัวช่วยส่องไปที่คอนเดนเซอร์ เพื่อรักษาความขนานของคานที่มาจากไฟส่องไปยังคอนเดนเซอร์ จำเป็นต้องใช้เฉพาะด้านเรียบของกระจกเท่านั้น

การตั้งค่าความสว่างและการโฟกัสของกล้องจุลทรรศน์

คุณภาพของภาพยังขึ้นอยู่กับระดับแสงที่เหมาะสมเป็นอย่างมาก มีหลายวิธีในการส่องสว่างตัวอย่างภายใต้กล้องจุลทรรศน์ วิธีที่พบบ่อยที่สุดคือ การติดตั้งระบบแสงสว่างตามKöhlerซึ่งมีดังนี้
1) ตั้งไฟส่องกับกระจกกล้องจุลทรรศน์
2) เปิดไฟส่องสว่างและนำแสงไปที่กระจกกล้องจุลทรรศน์แบบแบน (!)
3) วางยาเตรียมขึ้นเวทีกล้องจุลทรรศน์
4) ปิดกระจกกล้องจุลทรรศน์ด้วยแผ่นกระดาษสีขาวและเน้นภาพของไส้หลอดโดยการขยับซ็อกเก็ตหลอดไฟในไฟส่อง;
5) นำกระดาษแผ่นหนึ่งออกจากกระจก
6) ปิดไดอะแฟรมรูรับแสงของคอนเดนเซอร์ โดยการขยับกระจกและขยับขั้วหลอดไฟเล็กน้อย รูปภาพของไส้หลอดจะโฟกัสไปที่ไดอะแฟรมรูรับแสง ระยะห่างของตัวช่วยส่องสว่างจากกล้องจุลทรรศน์ควรเป็นเพื่อให้ภาพของไส้หลอดมีขนาดเท่ากับเส้นผ่านศูนย์กลางของไดอะแฟรมรูรับแสงของคอนเดนเซอร์ (สามารถสังเกตไดอะแฟรมรูรับแสงได้โดยใช้กระจกแบนที่วางอยู่ทางด้านขวาของฐานกล้องจุลทรรศน์ ).
7) เปิดไดอะแฟรมรูรับแสงของคอนเดนเซอร์ ลดการเปิดไดอะแฟรมสนามของไฟส่องสว่าง และลดแสงจ้าของหลอดไฟอย่างมาก
8) ที่กำลังขยายต่ำ (10x) เมื่อมองเข้าไปในเลนส์ใกล้ตาจะได้ภาพที่คมชัดของการเตรียมการ
9) หันกระจกเล็กน้อย ภาพของไดอะแฟรมภาคสนามซึ่งดูเหมือนจุดสว่างถูกย้ายไปยังจุดกึ่งกลางของช่องรับภาพ การลดและยกคอนเดนเซอร์ทำให้ได้ภาพที่คมชัดของขอบไดอะแฟรมภาคสนามในระนาบของการจัดเตรียม (สามารถมองเห็นเส้นขอบสีได้รอบตัว)
10) เปิดไดอะแฟรมสนามของไฟส่องไปที่ขอบของมุมมอง เพิ่มแสงของไส้หลอดและเล็กน้อย (โดย 1/3) ลดการเปิดไดอะแฟรมรูรับแสงของคอนเดนเซอร์
11) เมื่อเปลี่ยนเลนส์ คุณต้องตรวจสอบการตั้งค่าแสง
หลังจากปรับแสงตาม Koehler เรียบร้อยแล้ว จะไม่สามารถเปลี่ยนตำแหน่งของคอนเดนเซอร์และช่องเปิดของช่องแสงและไดอะแฟรมรูรับแสงได้ การส่องสว่างของการเตรียมสามารถปรับได้ด้วยฟิลเตอร์แสงที่เป็นกลางหรือโดยการเปลี่ยนแสงของหลอดไฟโดยใช้รีโอสแตต การเปิดไดอะแฟรมรูรับแสงที่มากเกินไปของคอนเดนเซอร์อาจทำให้คอนทราสต์ของภาพลดลงอย่างเห็นได้ชัด และการเปิดไม่เพียงพออาจทำให้คุณภาพของภาพลดลงอย่างมาก (ลักษณะของวงแหวนเลี้ยวเบน) ในการตรวจสอบการเปิดไดอะแฟรมรูรับแสงที่ถูกต้อง จำเป็นต้องถอดเลนส์ใกล้ตาออก และเมื่อมองเข้าไปในท่อ ให้เปิดเพื่อให้ครอบคลุมช่องแสงหนึ่งในสาม สำหรับการจัดเตรียมแสงที่ถูกต้อง เมื่อทำงานกับเลนส์กำลังขยายต่ำ (สูงสุด 10x) จำเป็นต้องคลายเกลียวและถอดเลนส์ส่วนบนของคอนเดนเซอร์ออก
ความสนใจ! เมื่อทำงานกับเลนส์ที่ให้กำลังขยายสูง - ด้วยระบบแห้งที่แรง (40x) และระบบจุ่ม (90x) เพื่อไม่ให้เลนส์ด้านหน้าเสียหาย เทคนิคต่อไปนี้ใช้ในการโฟกัส: การสังเกตจากด้านข้างลดเลนส์ด้วยมาโคร ขันสกรูจนเกือบสัมผัสกับการเตรียม จากนั้นเมื่อมองเข้าไปในเลนส์ใกล้ตา มาโครสกรูจะยกเลนส์ขึ้นช้าๆ จนกระทั่งภาพปรากฏขึ้น และด้วยความช่วยเหลือของไมโครสกรู จะทำการปรับโฟกัสขั้นสุดท้ายของกล้องจุลทรรศน์

การดูแลด้วยกล้องจุลทรรศน์

เมื่อทำงานกับกล้องจุลทรรศน์อย่าใช้ความพยายามอย่างมาก อย่าสัมผัสพื้นผิวของเลนส์ กระจก และฟิลเตอร์ด้วยนิ้วของคุณ
เพื่อป้องกันพื้นผิวภายในของวัตถุ รวมทั้งฝุ่นจากปริซึมของท่อ คุณต้องทิ้งเลนส์ใกล้ตาไว้ในท่อเสมอ เมื่อทำความสะอาดพื้นผิวด้านนอกของเลนส์ ให้ขจัดฝุ่นออกจากพวกเขาด้วยแปรงขนนุ่มที่ล้างด้วยอีเธอร์ หากจำเป็น ให้เช็ดพื้นผิวเลนส์อย่างระมัดระวังด้วยผ้าลินินที่ปราศจากสบู่หรือผ้า cambric ที่เช็ดทำความสะอาดได้ดี ชุบน้ำมันเบนซินสะอาด อีเธอร์ หรือส่วนผสมพิเศษสำหรับทำความสะอาดเลนส์ ไม่แนะนำให้เช็ดเลนส์ออปติกด้วยไซลีน เนื่องจากอาจทำให้เลนส์ติดได้
จากกระจกที่มีสีเงินภายนอก คุณสามารถกำจัดฝุ่นได้โดยใช้หลอดยางเป่าออก คุณไม่สามารถเช็ดได้ นอกจากนี้ยังเป็นไปไม่ได้ที่จะคลายเกลียวและถอดแยกชิ้นส่วนเลนส์ด้วยตัวเอง - สิ่งนี้จะนำไปสู่ความเสียหาย เมื่อเสร็จสิ้นการทำงานกับกล้องจุลทรรศน์ จำเป็นต้องเอาน้ำมันแช่ที่เหลืออยู่ออกจากเลนส์ด้านหน้าของวัตถุอย่างระมัดระวังในลักษณะที่อธิบายข้างต้น จากนั้นลดระยะ (หรือคอนเดนเซอร์ในไมโครสโคปที่มีสเตจคงที่) และปิดกล้องจุลทรรศน์ด้วยฝาปิด
เพื่อรักษารูปลักษณ์ของกล้องจุลทรรศน์ จำเป็นต้องเช็ดเป็นระยะด้วยผ้านุ่มชุบวาสลีนที่ปราศจากกรดเล็กน้อย จากนั้นใช้ผ้าแห้งนุ่มและสะอาด

นอกจากการใช้กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงแบบธรรมดาแล้ว ยังมีวิธีการด้วยกล้องจุลทรรศน์ที่ช่วยให้คุณศึกษาจุลินทรีย์ที่ไม่ผ่านการย้อมสีได้: เฟสคอนทราสต์ , darkfieldและ เรืองแสงกล้องจุลทรรศน์ เพื่อศึกษาจุลินทรีย์และโครงสร้างของจุลินทรีย์ที่มีขนาดน้อยกว่าความละเอียดของกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง

กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง
กล้องจุลทรรศน์แสงซึ่งเป็นเครื่องมือหลักของชีววิทยาคือระบบออปติคัลที่ประกอบด้วยตัวเก็บประจุและวัตถุประสงค์ ลำแสงจากแหล่งกำเนิดแสงถูกรวบรวมไว้ในคอนเดนเซอร์และพุ่งตรงไปยังวัตถุ (รูปที่ 1) หลังจากผ่านวัตถุแล้ว รังสีของแสงจะเข้าสู่ระบบเลนส์ของวัตถุ พวกเขาสร้างภาพหลัก ซึ่งขยายด้วยเลนส์ใกล้ตา ส่วนออปติคัลหลักของกล้องจุลทรรศน์ซึ่งกำหนดความสามารถหลักคือเลนส์ ในกล้องจุลทรรศน์สมัยใหม่ เลนส์ต่างๆ สามารถใช้แทนกันได้ ซึ่งช่วยให้คุณศึกษาเซลล์ด้วยกำลังขยายที่แตกต่างกัน ลักษณะสำคัญของกล้องจุลทรรศน์ในฐานะระบบออปติคัลคือความละเอียด ภาพที่ได้จากเลนส์สามารถขยายได้หลายครั้งโดยใช้เลนส์ตาที่แข็งแรง หรือฉายภาพบนหน้าจอ (สูงสุด 105 เท่า) มีการคำนวณว่าความละเอียดของเลนส์คือ ระยะห่างขั้นต่ำระหว่างจุดสองจุดที่มองเห็นแยกกันจะเท่ากับ

ที่ไหน? คือความยาวคลื่นของแสงที่ใช้ส่องวัตถุ n คือดัชนีการหักเหของแสงของตัวกลาง ? - มุมระหว่างแกนออปติคอลของเลนส์กับลำแสงที่เบี่ยงเบนมากที่สุดที่เข้าสู่เลนส์ ความละเอียดของกล้องจุลทรรศน์ขึ้นอยู่กับความยาวคลื่น - ยิ่งมีขนาดเล็กเท่าไหร่ เราก็ยิ่งเห็นรายละเอียดน้อยลงเท่านั้น และบนรูรับแสงที่เป็นตัวเลขของวัตถุประสงค์ (n sin ?) - ยิ่งสูง ความละเอียดก็จะยิ่งสูงขึ้น โดยทั่วไปแล้ว กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงจะใช้แหล่งกำเนิดแสงในบริเวณสเปกตรัมที่มองเห็นได้ (400-700 นาโนเมตร) ดังนั้นความละเอียดสูงสุดของกล้องจุลทรรศน์ในกรณีนี้อาจไม่สูงกว่า 200-350 นาโนเมตร (0.2-0.35 ไมครอน) หากใช้แสงอัลตราไวโอเลต (260-280 นาโนเมตร) ความละเอียดจะเพิ่มขึ้นเป็น 130-140 นาโนเมตร (0.13-0.14 ไมโครเมตร) นี่จะเป็นขีดจำกัดของความละเอียดตามทฤษฎีของกล้องจุลทรรศน์แสง ซึ่งกำหนดโดยธรรมชาติคลื่นของแสง ดังนั้น ทั้งหมดที่กล้องจุลทรรศน์แสงสามารถให้เป็นอุปกรณ์เสริมสำหรับดวงตาของเราก็คือการเพิ่มความละเอียดประมาณ 1,000 เท่า (ตาเปล่าของมนุษย์มีความละเอียด
ความจุประมาณ 0.1 มม. ซึ่งเท่ากับ 100 ไมครอน) นี่คือการขยายภาพที่ "มีประโยชน์" ของกล้องจุลทรรศน์ ซึ่งเราจะเพิ่มเฉพาะส่วนโค้งของภาพโดยไม่เปิดเผยรายละเอียดใหม่ ดังนั้นเมื่อใช้พื้นที่แสงที่มองเห็นได้ 0.2-0.3 µm จึงเป็นขีดจำกัดความละเอียดสูงสุดของกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง
แต่ในกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงยังสามารถมองเห็นอนุภาคที่มีขนาดเล็กกว่า 0.2 ไมครอนได้ นี่คือวิธี "สนามมืด" หรือที่เคยเรียกว่าวิธี "ultramicroscopy" สาระสำคัญของมันคือเช่นเดียวกับอนุภาคฝุ่นในลำแสง (เอฟเฟกต์ Tyndall) อนุภาคขนาดเล็ก (น้อยกว่า 0.2 ไมครอน) เรืองแสงในเซลล์ภายใต้การส่องสว่างด้านข้าง แสงสะท้อนที่เข้าสู่เลนส์กล้องจุลทรรศน์ วิธีนี้ใช้สำเร็จในการศึกษาเซลล์ที่มีชีวิต
หากมีการดูเซลล์ที่มีชีวิตหรือเซลล์ตายที่ไม่ได้รับการรักษาในแสงที่ส่องผ่าน ก็จะมีเพียงรายละเอียดขนาดใหญ่เท่านั้นที่แยกแยะได้ เนื่องจากพวกมันมีดัชนีการหักเหของแสงและการดูดกลืนแสงที่แตกต่างจากสิ่งแวดล้อม ใหญ่
ส่วนประกอบของเซลล์บางส่วนมีคุณสมบัติเหล่านี้แตกต่างกันเล็กน้อยทั้งจากตัวกลาง (สารละลายน้ำหรือเนื้อเยื่อ) และจากกันและกัน ดังนั้นจึงแทบไม่สังเกตเห็นได้ชัดเจนและไม่ตัดกัน หากต้องการศึกษาสิ่งเหล่านี้ เราต้องเปลี่ยนการส่องสว่าง (ในขณะที่สูญเสียความคมชัดของภาพ) หรือใช้วิธีการและอุปกรณ์พิเศษ หนึ่งในวิธีการเหล่านี้คือกล้องจุลทรรศน์แบบเฟสคอนทราสต์ ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในการสังเกตเซลล์ที่มีชีวิต ขึ้นอยู่กับข้อเท็จจริงที่ว่าแต่ละส่วนของเซลล์ที่โปร่งใสโดยทั่วไป แม้ว่าจะมีความหนาแน่นและการหักเหของแสงแตกต่างกันเล็กน้อยก็ตาม เมื่อผ่านพวกมัน แสงจะเปลี่ยนเฟสของมัน แต่ตาของเราไม่รับรู้ถึงการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวในเฟสของคลื่นแสง เนื่องจากมันไวต่อการเปลี่ยนแปลงของความเข้มของแสงเท่านั้น หลังขึ้นอยู่กับแอมพลิจูดของคลื่นแสง ในกล้องจุลทรรศน์แบบเฟสคอนทราสต์ จะมีการติดตั้งเพลตพิเศษในเลนส์ โดยที่ลำแสงจะเคลื่อนผ่านเฟสของการสั่นเพิ่มเติม เมื่อสร้างภาพรังสีที่มีปฏิสัมพันธ์อยู่แล้ว
ในหนึ่งเฟสหรือในแอนติเฟส แต่มีแอมพลิจูดต่างกัน สิ่งนี้จะสร้างภาพที่มีความเปรียบต่างระหว่างแสงและความมืดของวัตถุ
เทคนิคที่คล้ายกันนี้ใช้ในกล้องจุลทรรศน์การรบกวน ได้รับการออกแบบเพื่อให้ลำแสงรังสีคู่ขนานจากเครื่องส่องสว่างถูกแบ่งออกเป็นสองสตรีม หนึ่งในนั้นผ่านวัตถุและได้รับการเปลี่ยนแปลงในเฟสการสั่นส่วนอีกส่วนหนึ่งจะข้ามวัตถุ ในปริซึมของวัตถุประสงค์ สตรีมทั้งสองเชื่อมต่อใหม่และรบกวนซึ่งกันและกัน อันเป็นผลมาจากการรบกวน ภาพจะถูกสร้างขึ้นซึ่งส่วนของเซลล์ที่มีความหนาต่างกันหรือความหนาแน่นต่างกันจะแตกต่างกันในแง่ของความคมชัด ในอุปกรณ์นี้ โดยการวัดการเลื่อนเฟส ทำให้สามารถระบุความเข้มข้นและมวลของวัตถุแห้งในวัตถุได้
ด้วยความช่วยเหลือของกล้องจุลทรรศน์โพลาไรซ์จะทำการศึกษาวัตถุที่เรียกว่าไอโซโทรปีเช่น การวางแนวของอนุภาค submicroscopic ตามคำสั่ง (เช่น เส้นใยแกนฟิชชัน, myofibrils ฯลฯ ) ในกล้องจุลทรรศน์หน้าคอนเดนเซอร์
มีการวางโพลาไรเซอร์ที่ส่งคลื่นแสงด้วยระนาบโพลาไรซ์ หลังจากเตรียมเลนส์และใส่เลนส์แล้ว จะวางเครื่องวิเคราะห์ซึ่งสามารถส่งแสงผ่านระนาบโพลาไรซ์เดียวกันได้ โพลาไรเซอร์และเครื่องวิเคราะห์เป็นปริซึมที่ทำจากไอซ์แลนด์สปาร์ (Nicol prisms) หากปริซึมที่สอง (ตัววิเคราะห์) หมุนไป 90o เมื่อเทียบกับอันแรก แสงจะไม่ผ่าน ในกรณีที่มีวัตถุที่มีการหักเหของแสงระหว่างปริซึมตัดขวางดังกล่าว กล่าวคือ ความสามารถในการโพลาไรซ์แสงก็จะถูกมองว่าเรืองแสงในที่มืด ด้วยการใช้กล้องจุลทรรศน์โพลาไรซ์ เราสามารถตรวจสอบได้ ตัวอย่างเช่น การจัดเรียงไมเซลล์ในผนังเซลล์พืช
การศึกษาที่สำคัญ (ตลอดชีวิต) ของเซลล์
กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงช่วยให้คุณเห็นเซลล์ที่มีชีวิต สำหรับการสังเกตในระยะสั้น เซลล์จะถูกวางไว้ในตัวกลางที่เป็นของเหลวบนสไลด์แก้ว หากคุณต้องการการสังเกตเซลล์ในระยะยาว
ใช้กล้องพิเศษ เหล่านี้เป็นขวดแบนที่มีรูที่ปกคลุมด้วยแก้วบาง ๆ หรือกล่องแบนที่ยุบได้ ในฐานะที่เป็นวัตถุ เราสามารถใช้เซลล์ที่มีชีวิตอิสระของโปรโตซัวและสิ่งมีชีวิตที่มีเซลล์เดียว เซลล์เม็ดเลือด หรือเซลล์เนื้อเยื่อที่แยกจากกันของสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ที่มีต้นกำเนิดจากสัตว์และพืช ในกรณีเหล่านี้ เซลล์จะได้รับการศึกษาในสื่อที่คัดเลือกมาเป็นพิเศษ สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวที่มีชีวิตอิสระได้รับการพิจารณาและศึกษาในสภาพแวดล้อมเดียวกันกับที่พวกมันอาศัยอยู่ในสภาพธรรมชาติหรือได้รับการปลูกฝังในห้องปฏิบัติการ ดังนั้นสำหรับโปรโตซัวบางตัว สภาพแวดล้อมเทียมได้ถูกสร้างขึ้นโดยที่พวกเขาเติบโตและขยายพันธุ์ โดยปกติสิ่งเหล่านี้เป็นสารละลายเกลือที่สมดุลโดยเติมจุลินทรีย์หรือโปรโตซัวอื่น ๆ ที่ทำหน้าที่เป็นอาหารสำหรับสิ่งมีชีวิตประเภทนี้
เซลล์เม็ดเลือดหรือเซลล์อิสระอื่นๆ ของสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์สามารถศึกษาได้ในพลาสมาดร็อปหรือในสื่อสังเคราะห์พิเศษ
เพื่อศึกษาเซลล์ของอวัยวะและเนื้อเยื่อของสัตว์
วิธีการเพาะเลี้ยงเซลล์ วิธีการที่ง่ายกว่านี้คือวางเนื้อเยื่อที่มีชีวิตชิ้นเล็ก ๆ ไว้ในห้องที่เต็มไปด้วยสารอาหาร (ส่วนผสมของพลาสมาเลือดที่มีสารสกัดจากตัวอ่อนหรือส่วนผสมของสารสังเคราะห์ที่มีการเติมพลาสมาในเลือด) หลังจากนั้นไม่นาน การแบ่งเซลล์และการเจริญเติบโตจะเริ่มขึ้นที่บริเวณรอบนอกของชิ้นส่วนดังกล่าว ในอีกกรณีหนึ่ง เนื้อเยื่อที่ถูกตัดจะได้รับการบำบัดเล็กน้อยด้วยสารละลายของเอ็นไซม์ทริปซินหรือฮีลาตอน - เวิร์นเซน ซึ่งนำไปสู่การแยกตัวออกจากกัน เพื่อทำให้เซลล์แยกออกจากกันโดยสมบูรณ์ จากนั้นเซลล์ที่ถูกชะล้างจะถูกวางลงในภาชนะที่มีสารอาหารซึ่งจมลงไปที่ก้นแก้วแล้วเริ่มทวีคูณสร้างอาณานิคมแรกและชั้นเซลล์ต่อเนื่อง นี่คือวิธีที่การเพาะเลี้ยงเซลล์แบบชั้นเดียวเติบโต ซึ่งสะดวกมากสำหรับการสังเกตภายในร่างกาย เป็นการดีที่สุดที่จะใช้วัสดุตัวอ่อนเพื่อให้ได้วัฒนธรรมเบื้องต้นจากเนื้อเยื่อสัตว์ วัฒนธรรมจากเซลล์ของสิ่งมีชีวิตที่เป็นผู้ใหญ่เติบโตได้ไม่ดีนัก

เมื่อเพาะเลี้ยงเซลล์ภายนอกร่างกาย นอกจากการเปลี่ยนอาหารเลี้ยงเชื้อแล้ว การรักษาอุณหภูมิที่ต้องการก็เป็นสิ่งสำคัญ (ประมาณ 20° สำหรับเลือดเย็น และประมาณ 37° สำหรับเลือดอุ่น) ข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการเพาะเลี้ยงเซลล์คือการปลอดเชื้อ มีเซลล์เพาะเลี้ยงระยะยาวจำนวนหนึ่ง เหล่านี้เป็นสายพันธุ์พิเศษของเซลล์ที่ปรับตัวมาเป็นเวลาหลายสิบปีเพื่อให้เจริญเติบโตนอกร่างกาย โดยส่วนใหญ่ เซลล์เหล่านี้คือเซลล์ที่มีต้นกำเนิดของเนื้องอกหรือเซลล์ที่เปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญซึ่งได้รับคุณสมบัติของเซลล์เนื้องอก
ขณะนี้วิธีการเพาะเลี้ยงเซลล์ภายนอกร่างกายใช้กันอย่างแพร่หลาย ไม่เพียงแต่สำหรับเซลล์วิทยา แต่ยังสำหรับการศึกษาทางพันธุกรรม ไวรัส และชีวเคมีด้วย
เซลล์พืชสามารถปลูกในวัฒนธรรมได้เช่นกัน เมื่อต้องการทำเช่นนี้ ชิ้นส่วนของเนื้อเยื่อจะได้รับการบำบัดด้วยเอนไซม์ที่ละลายเยื่อหุ้มเซลล์ ตัวเซลล์ที่แยกจากกัน โปรโตพลาสต์ ถูกวางไว้ในอาหารเลี้ยงเชื้อที่พวกมันแบ่งและสร้างโซนของเซลล์ที่ทวีคูณ
การสังเกตเซลล์ที่มีชีวิตมักจะบันทึกเป็น
ภาพที่ถ่ายโดยแนบกล้องจุลทรรศน์พิเศษ สามารถถ่ายเซลล์ที่มีชีวิตได้ ในบางกรณี ไมโครฟิล์มดังกล่าวให้ข้อมูลที่สำคัญมาก การใช้การถ่ายภาพแบบเร่งความเร็วหรือแบบสโลว์โมชั่น (การถ่ายภาพเหลื่อมเวลา) เราสามารถมองเห็นรายละเอียดของกระบวนการที่สำคัญ เช่น การแบ่งเซลล์ ฟาโกไซโทซิส การไหลของไซโตพลาสซึม การตีตา เป็นต้น
ขณะนี้ ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ ด้วยความช่วยเหลือของกล้องโทรทัศน์พิเศษ ทำให้สามารถรับภาพเซลล์ได้โดยตรงจากจอคอมพิวเตอร์ บันทึกลงในหน่วยความจำของคอมพิวเตอร์ ประมวลผลทุกวิถีทาง และรับงานพิมพ์สี หรือเครื่องพิมพ์ขาวดำ นอกจากนี้ยังสามารถใช้อุปกรณ์วิดีโอคอมพิวเตอร์ดังกล่าวสำหรับการถ่ายภาพวัตถุเคลื่อนไหวแบบเหลื่อมเวลา
ในการศึกษาเซลล์ที่มีชีวิตใช้วิธีการผ่าตัดด้วยจุลภาคและการผ่าตัดในเซลล์ ด้วยความช่วยเหลือของอุปกรณ์ micromanipulator เซลล์จะถูกตัดออกชิ้นส่วนจะถูกลบออกการฉีดสาร (microinjection) เป็นต้น micromanipulator ถูกรวมเข้ากับเครื่องทั่วไป
กล้องจุลทรรศน์ที่สังเกตความคืบหน้าของการดำเนินการ เครื่องมือผ่าตัดขนาดเล็ก ได้แก่ ตะขอแก้ว เข็ม เส้นเลือดฝอย ซึ่งมีขนาดจิ๋วและสร้างขึ้นจากอุปกรณ์พิเศษ - "ไมโครฟอร์จ" ในระหว่างการควบคุมขนาดเล็ก เซลล์จะถูกวางไว้ในห้องพิเศษซึ่งมีการใส่เครื่องมือเข้าไปด้วย ดังนั้น ด้วยความช่วยเหลือของ micromanipulator จึงเป็นไปได้ที่จะปลูกถ่ายนิวเคลียสจากสายพันธุ์อะมีบาหนึ่งไปยังอีกสายพันธุ์หนึ่ง และพิสูจน์ว่าเป็นนิวเคลียสของเซลล์ที่กำหนดลักษณะทางสรีรวิทยาของเซลล์โดยรวม ด้วยความช่วยเหลือของ micromanipulator เป็นไปได้ที่จะฉีดทองคำคอลลอยด์เข้าไปในเซลล์อะมีบา จากนั้นจึงศึกษาการกระจายของอนุภาคในไซโตพลาสซึมและนิวเคลียส
ด้วยความช่วยเหลือของเครื่องมือผ่าตัดขนาดเล็กเช่นนี้ สามารถเปลี่ยนแกนไมโทติกในเซลล์ ดึงโครโมโซมแต่ละตัวออกมา และแนะนำแอนติบอดีที่ติดฉลากหรือโมเลกุลโปรตีนต่างๆ เข้าไปในเซลล์ที่มีชีวิต นอกจากผลกระทบทางกลต่อเซลล์ในการผ่าตัดขนาดเล็กแล้ว เมื่อเร็ว ๆ นี้มีการใช้ไมโครบีมอัลตราไวโอเลตอย่างกว้างขวาง
ไมโครบีมแสงหรือเลเซอร์ ทำให้สามารถปิดใช้งานส่วนต่าง ๆ ของเซลล์ที่มีชีวิตได้เกือบจะในทันที ตัวอย่างเช่น เป็นไปได้ที่จะปิดการใช้งานนิวคลีโอลีตัวใดตัวหนึ่งและติดตามชะตากรรมของตัวที่สองที่ไม่บุบสลาย ในกรณีนี้ แสดงว่านิวเคลียสที่สองรับภาระเพิ่มเติมและ "ใช้ได้สำหรับสองคน" ด้วยความช่วยเหลือของไมโครบีม เป็นไปได้ที่จะชนส่วนหนึ่งของโครโมโซมไมโทติคหรือส่วนของแกนหมุนของดิวิชั่น ปรากฎว่าความเสียหายที่เกิดกับเซนโทรเมียร์ของโครโมโซมนั้นช่วยขจัดความหลังออกจากกระบวนการของความแตกต่างของโครโมโซมไปยังขั้วของเซลล์ในระหว่างการแบ่งเซลล์ เมื่อเร็วๆ นี้ อุปกรณ์ที่มีเลเซอร์ไมโครบีมได้ถูกนำมาใช้ ซึ่งทำให้สามารถจ่ายพลังงานได้อย่างแม่นยำมาก ณ จุดที่ได้รับบาดเจ็บ และใช้คลื่นรังสีที่สั้นมาก (นาโนวินาที)
เมื่อศึกษาเซลล์ที่มีชีวิต พวกมันพยายามย้อมพวกมันด้วยความช่วยเหลือที่เรียกว่าสีย้อมที่มีชีวิตชีวา เหล่านี้เป็นสีย้อมที่มีกรด (trypan blue, ลิเธียมคาร์มีน) ซึ่งใช้ในการเจือจางสูงมาก (1: 200,000) ดังนั้น
อิทธิพลของสีย้อมต่อกิจกรรมที่สำคัญของเซลล์มีน้อย เมื่อทำการย้อมเซลล์ที่มีชีวิต สีย้อมจะถูกเก็บรวบรวมในไซโตพลาสซึมในรูปของแกรนูล ในขณะที่เซลล์ที่เสียหายหรือตายจะเกิดการย้อมสีของไซโตพลาสซึมและนิวเคลียสแบบกระจาย
ในการศึกษาเซลล์ของสิ่งมีชีวิตนั้นมีการใช้สีย้อมเรืองแสงและกล้องจุลทรรศน์เรืองแสงอย่างกว้างขวาง สาระสำคัญอยู่ที่ข้อเท็จจริงที่ว่าสารจำนวนหนึ่งมีความสามารถในการเรืองแสง (เรืองแสง, เรืองแสง) เมื่อดูดซับพลังงานแสง สเปกตรัมการเรืองแสงจะเปลี่ยนไปตามความยาวคลื่นที่ยาวกว่าเสมอเมื่อเทียบกับการแผ่รังสีที่กระตุ้นการเรืองแสง ตัวอย่างเช่น คลอโรฟิลล์ที่แยกออกมาจะเรืองแสงเป็นสีแดงเมื่อส่องสว่างในรังสีอัลตราไวโอเลต หลักการนี้ใช้ในกล้องจุลทรรศน์เรืองแสง: การดูวัตถุเรืองแสงในเขตความยาวคลื่นสั้น โดยทั่วไปแล้ว กล้องจุลทรรศน์ดังกล่าวจะใช้ฟิลเตอร์ที่ให้แสงสว่างในบริเวณสีน้ำเงิน-ม่วง มีกล้องจุลทรรศน์เรืองแสงอัลตราไวโอเลต

เม็ดสีบางชนิด (คลอโรฟิลล์, เม็ดสีแบคทีเรีย), วิตามิน (A และ B2), ฮอร์โมนมีการเรืองแสงของตัวเอง หากเราตรวจสอบเซลล์พืชด้วยกล้องจุลทรรศน์เรืองแสง เมื่อเปรียบเทียบกับพื้นหลังสีน้ำเงินเข้ม จะมองเห็นเม็ดสีแดงที่เรืองแสงอยู่ภายในเซลล์ ซึ่งก็คือคลอโรพลาสต์
กล้องจุลทรรศน์เรืองแสงสามารถใช้โดยการเพิ่มฟลูออโรโครม (สารเรืองแสง) ลงในเซลล์ของสิ่งมีชีวิต วิธีนี้คล้ายกับการย้อมสีที่สำคัญในความเข้มข้นของสีย้อมที่ต่ำมาก (1 x 10-4–1 x 10-5) ก็ใช้ที่นี่เช่นกัน ฟลูออโรโครมหลายชนิดจับกับโครงสร้างเซลล์บางชนิด ทำให้เกิดการเรืองแสงที่สอง ตัวอย่างเช่น ฟลูออโรโครมอะคริดีนออเรนจ์จับกับกรดนิวคลีอิกอย่างเลือกสรร ยิ่งไปกว่านั้น เมื่อจับกับ DNA ในรูปแบบโมโนเมอร์ มันจะเรืองแสงเป็นสีเขียว และในรูปแบบไดเมอร์ที่มี RNA จะเรืองแสงเป็นสีแดง การสังเกตเซลล์ของสิ่งมีชีวิตที่ย้อมด้วยสีส้มอะคริดีน เป็นที่ชัดเจนว่านิวเคลียสของพวกมันมีแสงสีเขียว และไซโตพลาสซึม
และนิวคลีโอลีเรืองแสงสีแดง ดังนั้น ในเซลล์ที่มีชีวิต โดยใช้วิธีนี้ เราสามารถเห็นการแปลเป็นภาษาท้องถิ่น (และในบางกรณีคำนวณปริมาณ) ของสารเคมีบางชนิด มีฟลูออโรโครมที่จับกับไขมัน เมือก เคราติน และอื่นๆ
แอนติบอดีที่ติดฉลากฟลูออโรโครมสามารถฉีดเข้าไปในเซลล์ที่มีชีวิตได้ ตัวอย่างเช่น แอนติบอดีที่จับกับฟลูออโรโครมที่ต่อต้านโปรตีนทูบูลินที่นำเข้ามาในเซลล์จับกับไมโครทูบูล ซึ่งขณะนี้สามารถสังเกตพบได้ในเซลล์ที่มีชีวิตด้วยกล้องจุลทรรศน์เรืองแสง
เมื่อเร็ว ๆ นี้ได้มีการเริ่มใช้กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงร่วมกัน (โดยเฉพาะคอนทราสต์เฟส) กับการประมวลผลภาพด้วยคอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์เพื่อศึกษาเซลล์ที่มีชีวิตหรือส่วนประกอบ ในกรณีนี้ มีการใช้การบันทึกวิดีโอด้วยการประมวลผลภาพแบบอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่ง "ลบ" ระดับพื้นหลังและไฮไลท์และคอนทราสต์โครงสร้างที่สังเกตได้ตามปกติ เทคนิคนี้ช่วยให้คุณเห็นโครงสร้างดังกล่าวบนหน้าจอโทรทัศน์
ไมโครทูบูลมีขนาด (20 นาโนเมตร) ที่เล็กกว่ากำลังการแยกวิเคราะห์ของกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงมาก การใช้ระบบดังกล่าวไม่เพียงแทนที่การถ่ายทำเหลื่อมเวลาเท่านั้น แทนที่จะใช้การบันทึกวิดีโอ แต่ยังช่วยให้ประมวลผลภาพด้วยคอมพิวเตอร์: ข้อมูลเกี่ยวกับความหนาแน่นของโครงสร้าง พารามิเตอร์ จำนวน และการจัดระเบียบสามมิติ เมื่อใช้ร่วมกับกล้องจุลทรรศน์เรืองแสง วิธีการเหล่านี้เปิดโอกาสที่ดีในการศึกษาเซลล์ของสิ่งมีชีวิต
วิธีการทั่วไปของกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงนั้นใช้ได้ยากในการสร้างภาพสามมิติของวัตถุที่กำลังศึกษาอยู่ เนื่องจากระยะชัดลึกของกล้องจุลทรรศน์เพียงเล็กน้อย เซลล์มักจะถูกมองว่าเป็นส่วนของการมองเห็นที่ระยะชัดลึกที่กำหนด เพื่อให้ได้โครงสร้างสามมิติที่สมบูรณ์ของวัตถุนั้นจึงใช้กล้องจุลทรรศน์แบบส่องกราดแบบคอนโฟคอลพิเศษ ด้วยความช่วยเหลือของอุปกรณ์นี้จะได้รับชุดของส่วนออปติคัลต่อเนื่องซึ่งนำมาจากความลึกและภาพที่ต่างกันซึ่งสะสมอยู่ในคอมพิวเตอร์และตามแบบพิเศษ
โปรแกรมสร้างภาพสามมิติของวัตถุขึ้นใหม่ โดยทั่วไปแล้วจะใช้วัตถุที่ย้อมด้วยฟลูออโรโครม
การศึกษาเซลล์ตายตัว
แม้จะมีความสำคัญและความเรียบง่ายของการสังเกตที่สำคัญ แต่ข้อมูลส่วนใหญ่เกี่ยวกับโครงสร้างและคุณสมบัติของเซลล์ได้มาจากการใช้วัสดุคงที่ หากเซลล์ได้รับความเสียหาย เซลล์จะเริ่มได้รับการเปลี่ยนแปลงหลายชุด และหลังจากการตายของเซลล์ เอนไซม์ autolytic จะถูกกระตุ้นในเซลล์ ซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างเซลล์โดยรวม ดังนั้นงานของการตรึงคือการฆ่าเซลล์ หยุดการทำงานของเอ็นไซม์ภายในเซลล์ ป้องกันการสลายตัวของส่วนประกอบของเซลล์ และหลีกเลี่ยงการสูญเสียโครงสร้างและสาร และป้องกันการปรากฏตัวของโครงสร้างที่ขาดหายไปในเซลล์ที่มีชีวิต ( โครงสร้างสิ่งประดิษฐ์) น่าเสียดายที่ยังไม่พบสารตรึงทางเคมีที่ตรงตามข้อกำหนดเหล่านี้ทั้งหมด
อัลดีไฮด์และของผสมของอัลดีไฮด์กับสารอื่นๆ มักใช้ในการตรึง แอลกอฮอล์ยังใช้เป็นยาตรึง
ทำให้เกิดการเสียสภาพของโปรตีนที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ การตกตะกอนของกรดนิวคลีอิกและโพลีแซ็กคาไรด์ สารตรึงและสารตรึงที่ระเหิดด้วยกรดพิคริกมีผลในการตกตะกอน สารตรึงที่มีออสเมียมเตตรอกไซด์ (OsO4) ช่วยรักษาไขมันได้ดี
หลังจากแก้ไขแล้ว วัตถุสามารถถูกประมวลผลเพิ่มเติมได้ในอนาคต การรักษาหลักอย่างหนึ่งคือการย้อมสีเซลล์ มันเป็นการย้อมสีเพิ่มเติมของเซลล์ที่ทำให้สามารถเปิดเผยรายละเอียดมากมายในตัวมันได้
สไลด์ที่มีรอยเปื้อนถาวรของสิ่งมีชีวิตที่มีเซลล์เดียวหรือเซลล์เพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อสามารถใส่ลงในคราบได้โดยตรง แต่เพื่อให้เซลล์เปื้อนในองค์ประกอบของอวัยวะจำเป็นต้องได้รับส่วนต่างๆ มีการศึกษาส่วนดังกล่าวและแต่ละเซลล์
ในการทำเช่นนี้หลังจากการตรึงชิ้นส่วนของอวัยวะจะขาดน้ำในแอลกอฮอล์ที่มีความเข้มข้นเพิ่มขึ้นแอลกอฮอล์จะถูกแทนที่ด้วยไซลีนและไซลีนจะถูกแทนที่ด้วยพาราฟิน ดังนั้นเนื้อเยื่อที่ตายตัวซึ่งผ่านการอบแห้งด้วยอากาศจึงถูกห่อหุ้มด้วยพาราฟินที่เป็นของแข็งซึ่งสามารถตัดได้

ชิ้นส่วนที่มีความหนาสูงสุด 5-10 ไมครอนได้มาจากอุปกรณ์พิเศษ - microtome ส่วนดังกล่าวติดกับสไลด์แก้ว: พาราฟินละลายในไซลีน, ไซลีนจะถูกลบออกด้วยแอลกอฮอล์ซึ่งจะถูกแทนที่ด้วยน้ำ ตอนนี้สามารถย้อมส่วนต่างๆ ด้วยสารละลายสีย้อมที่เป็นน้ำได้ เพื่อเตรียมการอย่างถาวร ส่วนที่เปื้อนจะถูกทำให้แห้งอีกครั้งและฝังอยู่ในยาหม่องของแคนาดาภายใต้ใบปะหน้า การเตรียมการเหล่านี้สามารถเก็บไว้ได้เป็นเวลานาน
สีย้อมธรรมชาติและสีสังเคราะห์ส่วนใหญ่ใช้สำหรับย้อมเนื้อเยื่อและเซลล์ที่ติดอยู่กับที่ สีย้อมธรรมชาติ (ฮีมาทอกซิลิน สีแดงเลือดนก ฯลฯ) ใช้ร่วมกับสารมอร์แดนท์ (ออกไซด์ของโลหะชนิดต่างๆ) ซึ่งทำให้เกิดสารประกอบเชิงซ้อน (วาร์นิช)
สีย้อมสังเคราะห์แบ่งออกเป็นกรดและด่าง สีพื้นฐานคือเกลือของเบสสีที่มีหมู่อะมิโนในองค์ประกอบ ซึ่งเป็นตัวกำหนดความเป็นด่าง สีย้อมเหล่านี้สร้างพันธะเกลือกับ
กลุ่มกรดในโครงสร้างเซลล์ ดังนั้น พื้นที่ของเซลล์ที่อุดมไปด้วยกลุ่มที่เป็นกรดจะจับกับสีย้อมพื้นฐาน ซึ่งเรียกว่า basophilic สีย้อมที่เป็นกรดประกอบด้วยหมู่ไฮดรอกซิลหรือหมู่ SO2OH โครงสร้างของเซลล์ที่มีคุณสมบัติพื้นฐาน (อัลคาไลน์) จะจับกับสีย้อมที่เป็นกรดและเรียกว่ากรดแอซิโดหรือออกซิฟิลิก มีสารผสมหลายอย่างที่สามารถย้อมส่วนต่าง ๆ ของเซลล์ด้วยสีที่ต่างกันได้พร้อม ๆ กัน ดังนั้นจึงเพิ่มความคมชัดของส่วนประกอบเซลล์และส่วนประกอบภายนอกเซลล์ ดังนั้น ด้วยการใช้สีย้อมต่างๆ นักวิจัยจึงไม่เพียงแต่จะได้ภาพทางสัณฐานวิทยาที่ชัดเจนของเซลล์เท่านั้น แต่ยังได้รับข้อมูลบางอย่างเกี่ยวกับเคมีของโครงสร้างเฉพาะอีกด้วย
เทคนิคที่มีสีสันจำนวนหนึ่งที่มุ่งระบุสารเคมีเฉพาะเรียกว่าฮิสโตเคมีและไซโตเคมิคัล มีหลายวิธีในการวิเคราะห์ไซโตเคมิคัล
มีเทคนิคการใช้สีเฉพาะจำนวนมากโดยตรง
การตรวจจับสารบางชนิด เหล่านี้เป็นปฏิกิริยาฮิสโตเคมี (ไซโตเคมี) ข้อกำหนดหลักสำหรับปฏิกิริยาดังกล่าวมีดังนี้: ความจำเพาะของการผูกมัดของสีย้อม, ความไม่เปลี่ยนรูปของการแปลความหมายของสาร
ตัวอย่างของปฏิกิริยาไซโตเคมิคัลประเภทนี้อาจเป็นปฏิกิริยาที่ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับ DNA ปฏิกิริยา Feulgen (รูปที่ 8) สาระสำคัญของมันคือหลังจากการไฮโดรไลซิสของกรดเฉพาะบน DNA เท่านั้นซึ่งเป็นผลมาจากความแตกแยกของ purines บน deoxyribose กลุ่มอัลดีไฮด์จะเกิดขึ้น กลุ่มเหล่านี้สามารถทำปฏิกิริยากับตัวบ่งชี้เฉพาะ รีเอเจนต์ของชิฟฟ์ (ฐานฟูชซินที่เปลี่ยนสี) ทำให้เกิดการย้อมสีแดงที่ไซต์การแปลดีเอ็นเอ การผูกมัดของสีย้อมในกรณีนี้เป็นเชิงปริมาณอย่างเคร่งครัด ซึ่งไม่เพียงแต่จะตรวจจับและระบุสถานที่ที่มี DNA เท่านั้น แต่ยังวัดปริมาณของมันด้วย โดยใช้หลักการเดียวกันในการระบุกลุ่มอัลดีไฮด์ เราสามารถเห็นตำแหน่งของพอลิแซ็กคาไรด์ในเซลล์หลังจากการไฮโดรไลซิสของพวกมันด้วยกรดเป็นระยะ (ปฏิกิริยา PAS ที่เรียกว่า)

นอกจากนี้ยังสามารถระบุตำแหน่งโปรตีนโดยเฉพาะได้ด้วยปฏิกิริยากับกรดอะมิโนแต่ละตัว (ไทโรซีน ทริปโตเฟน อาร์จินีน ฯลฯ) ตรวจพบไขมันและไขมันในเซลล์ด้วยสีย้อมพิเศษ (ซูดานแบล็ก) ซึ่งละลายได้ดีและสะสมในไขมันรวมอยู่ด้วย
ปฏิกิริยาไซโตเคมีทั้งกลุ่มเกี่ยวข้องกับการตรวจหาเอนไซม์ หลักการทั่วไปของปฏิกิริยาเหล่านี้คือไม่ใช่เอ็นไซม์โปรตีนที่มองเห็นได้ภายใต้กล้องจุลทรรศน์ แต่เป็นตำแหน่งของการแปลเป็นภาษาท้องถิ่นซึ่งตรวจพบโดยผลิตภัณฑ์ของกิจกรรมของเอนไซม์เฉพาะ
ปริมาณของผลิตภัณฑ์สุดท้ายของปฏิกิริยาไซโตเคมีสามารถกำหนดได้โดยใช้วิธีการของไซโตโฟโตเมตรี มันขึ้นอยู่กับการกำหนดปริมาณของสารเคมีโดยการดูดกลืนแสงในช่วงความยาวคลื่นหนึ่ง พบว่าความเข้มของการดูดกลืนรังสีเป็นสัดส่วนกับความเข้มข้นของสารที่ความหนาเท่ากันของวัตถุ ดังนั้น โดยการประมาณระดับการดูดกลืนแสงโดยสารที่กำหนด เราสามารถหาปริมาณของแสงได้ สำหรับการวิจัยประเภทนี้
อุปกรณ์ - กล้องจุลทรรศน์ - ไซโตโฟโตมิเตอร์; พวกเขามีโฟโตมิเตอร์ที่มีความละเอียดอ่อนอยู่ด้านหลังเลนส์ ซึ่งบันทึกความเข้มของฟลักซ์แสงที่ไหลผ่านวัตถุ เมื่อทราบพื้นที่หรือปริมาตรของโครงสร้างที่วัดได้และค่าการดูดกลืน เป็นไปได้ที่จะกำหนดทั้งความเข้มข้นของสารที่กำหนดและเนื้อหาที่แน่นอนของสารนั้น วิธีการของ cytophotometry ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการกำหนดปริมาณของ DNA ต่อเซลล์หลังปฏิกิริยา Feulgen ในกรณีนี้ ไม่ใช่ตัวดีเอ็นเอเองที่ถูกโฟโตมิเตอร์ แต่เป็นเนื้อหาของฟูชซินสีแดง ซึ่งปริมาณดังกล่าวเป็นสัดส่วนโดยตรงกับเนื้อหาของดีเอ็นเอ เมื่อเปรียบเทียบค่าการดูดกลืนแสงที่ได้รับกับค่ามาตรฐาน จะได้ค่าที่แน่นอนของปริมาณ DNA ที่แสดงเป็นกรัม วิธีนี้ช่วยให้สามารถวัดปริมาณ DNA ได้มากถึง 10-12 - 10-14 g ในขณะที่วิธีการไมโครเคมีมีความไวไม่เกิน 10-6 g การใช้ cytophotometry จะทำให้ปริมาณ DNA ในเซลล์ถูกกำหนดได้อย่างแม่นยำมากกว่าทางชีวเคมีทั่วไป วิธีการ
ไม่เพียงแค่ดูดซับแสงเท่านั้น
วัตถุและสาร แต่ยังฉายแสง (ส่องสว่าง) ดังนั้น วิธีการของฟลูออโรเมทรีเชิงปริมาณจึงได้รับการพัฒนา ซึ่งทำให้สามารถระบุเนื้อหาของสารที่ฟลูออโรโครมจับกับระดับการเรืองแสงได้
ในการระบุโปรตีนจำเพาะจะใช้ปฏิกิริยาอิมมูโนเคมีโดยใช้แอนติบอดีเรืองแสง วิธีการอิมมูโนฟลูออเรสเซนส์นี้มีความจำเพาะและความไวสูงมาก สามารถใช้เพื่อระบุไม่เฉพาะโปรตีนเท่านั้น แต่ยังรวมถึงลำดับนิวคลีโอไทด์แต่ละตัวใน DNA หรือเพื่อกำหนดตำแหน่งของโมเลกุลไฮบริด RNA-DNA ในการทำเช่นนี้ ขั้นแรก จะได้รับซีรั่มที่มีแอนติบอดีจำเพาะสำหรับโปรตีน (เช่น ทูบูลิน) แอนติบอดีบริสุทธิ์ถูกประกอบทางเคมีกับฟลูออโรโครม การเตรียมดังกล่าวถูกเทลงบนวัตถุและใช้กล้องจุลทรรศน์เรืองแสงตำแหน่งของโปรตีนที่ต้องการในเซลล์จะพบได้จากการเรืองแสงของฟลูออโรโครม อย่างไรก็ตาม เพื่อให้แอนติบอดีที่ติดฉลากฟลูออโรโครมเข้าสู่เซลล์ได้ จำเป็นต้องใช้พลาสมาเมมเบรน
ทำให้ซึมผ่านได้ ซึ่งมักจะทำได้โดยการตรึงเซลล์และการสกัดไขมันบางส่วนออกจากเยื่อหุ้มเซลล์ เพื่อศึกษาโปรตีนโครงร่างเซลล์โดยใช้วิธีนี้ หนึ่งหันไปใช้การละลายของเยื่อหุ้มเซลล์ด้วยสารซักฟอกต่างๆ
เพื่อตรวจสอบการแปลของไซต์สำหรับการสังเคราะห์ไบโอโพลีเมอร์เพื่อกำหนดเส้นทางสำหรับการถ่ายโอนสารในเซลล์เพื่อตรวจสอบการย้ายถิ่นหรือคุณสมบัติของเซลล์แต่ละเซลล์วิธีการ autoradiography นั้นใช้กันอย่างแพร่หลาย - การลงทะเบียนสารที่ติดฉลากด้วยไอโซโทป (รูปที่ 9) หลักการของวิธีนี้ง่ายมาก มันซ้ำกับวิธีของ Becquerel ผู้ค้นพบการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสี ในการตรวจด้วยภาพถ่ายรังสี เซลล์จะถูกนำเข้าสู่ตัวกลางโดยมีสารตั้งต้นของสารประกอบโมเลกุลขนาดใหญ่ชนิดหนึ่ง (เช่น กรดอะมิโนหรือนิวคลีโอไทด์) หนึ่งในอะตอมที่ถูกแทนที่ด้วยไอโซโทปกัมมันตภาพรังสี ตัวอย่างเช่น แทนที่จะเป็น 12C อะตอม 14C ถูกนำมาใช้แทนไฮโดรเจน ทริเทียม 3H เป็นต้น ในกระบวนการสังเคราะห์ โมเลกุลสารตั้งต้นที่ติดฉลากจะถูกรวมไว้ในไบโอโพลีเมอร์ด้วย ลงทะเบียนสถานที่ของเธอ
ในกรงสามารถทำได้โดยใช้อิมัลชันถ่ายภาพ หากเซลล์ในชั้นหรือบนบาดแผลถูกปกคลุมด้วยอิมัลชันถ่ายภาพ หลังจากนั้นครู่หนึ่ง อันเป็นผลมาจากการสลายตัวของไอโซโทป อนุภาคที่บินแบบสุ่มในทิศทางต่างๆ จะตกลงไปในโซนของโฟโตเลเยอร์ที่ละเอียดอ่อนและเปิดใช้งานสีเงิน เม็ดโบรไมด์อยู่ในนั้น ยิ่งเวลาเปิดรับแสงนานขึ้นเช่น การสัมผัสกับเซลล์ที่ติดฉลากด้วยอิมัลชันการถ่ายภาพจะทำให้เมล็ด AgBr ถูกเปิดเผยมากขึ้น หลังจากได้รับแสง จำเป็นต้องพัฒนาสารเตรียม ในกรณีนี้ เงินจะลดลงในแกรนูลที่เรืองแสงเท่านั้น เมื่อการเตรียมการได้รับการแก้ไข แกรนูล AgBr ที่ไม่ได้รับแสงจะละลาย จากมวลของแกรนูลที่ปกคลุมวัตถุจะเหลือเพียงเม็ดที่ถูกกระตุ้นด้วยรังสีเท่านั้น เมื่อมองผ่านกล้องจุลทรรศน์เพื่อเตรียมการดังกล่าว นักวิจัยพบว่ามีการแปลเม็ดเงินซึ่งอยู่ตรงข้ามกับที่บรรจุสารที่ติดฉลากไว้ (รูปที่ 9)
วิธีการนี้มีข้อจำกัด: ความแม่นยำจะขึ้นอยู่กับ
เกี่ยวกับขนาดเกรน AgBr และพลังงานอนุภาค ยิ่งขนาดของเกรนใหญ่เท่าใด ตำแหน่งของไอโซโทปก็จะยิ่งแม่นยำน้อยลงเท่านั้น และยิ่งมีพลังงานของอนุภาคสูงขึ้นและยิ่งมีเส้นทางที่ยาวขึ้นเท่าใด การกระตุ้นของเกรน AgBr ก็จะยิ่งห่างจากจุดสลายตัวมากขึ้นเท่านั้น ดังนั้น จึงใช้อิมัลชันการถ่ายภาพละเอียดพิเศษ (0.2-0.3 ไมโครเมตร) และไอโซโทปที่มีอนุภาคพลังงานต่ำ ซึ่งส่วนใหญ่เป็นไอโซโทปไฮโดรเจน ทริเทียม (3H) สำหรับวิธีการถ่ายภาพรังสีอัตโนมัติ สารตั้งต้นของโมเลกุลขนาดใหญ่ทางชีววิทยาสามารถติดฉลากด้วยทริเทียม: นิวคลีโอไทด์, กรดอะมิโน, น้ำตาล, กรดไขมัน นอกจากนี้ยังใช้ฮอร์โมนที่ติดฉลาก ยาปฏิชีวนะ สารยับยั้ง ฯลฯ สำหรับการศึกษาทางรังสีวิทยาด้วย autoradiography สารประกอบที่ละลายได้ในน้ำไม่สามารถศึกษาได้เนื่องจากอาจสูญหายไปในระหว่างการรักษาเซลล์ด้วยสารละลายที่เป็นน้ำ (การตรึง การปรากฏ ฯลฯ) ข้อจำกัดอีกประการหนึ่งของวิธีการนี้คือความเข้มข้นค่อนข้างสูงของสารเหล่านี้ เนื่องจากที่ความเข้มข้นต่ำของสารกัมมันตภาพรังสี เวลาในการสัมผัสจะเพิ่มขึ้นในขณะที่
อันตรายจากการปรากฏตัวของพื้นหลังของเม็ด AgBr ที่ส่องสว่างเนื่องจากรังสีคอสมิก
วิธีการถ่ายภาพรังสีอัตโนมัติเป็นหนึ่งในวิธีการหลักที่ช่วยให้เราสามารถศึกษาพลวัตของกระบวนการสังเคราะห์ เพื่อเปรียบเทียบความเข้มข้นในเซลล์ต่างๆ ในการเตรียมการเดียวกัน ตัวอย่างเช่น การใช้วิธีนี้ โดยใช้สารตั้งต้นของ RNA ที่มีป้ายกำกับ พบว่า RNA ทั้งหมดถูกสังเคราะห์เฉพาะในนิวเคลียสระหว่างเฟส และการมีอยู่ของ RNA ของไซโตพลาสซึมเป็นผลมาจากการย้ายถิ่นของโมเลกุลที่สังเคราะห์ขึ้นจากนิวเคลียส
วิธีการ autoradiography ยังใช้เพื่อกำหนดตำแหน่งของกรดนิวคลีอิกบางประเภทหรือลำดับนิวคลีโอไทด์แต่ละตัวในองค์ประกอบของนิวเคลียสของเซลล์หรือโครโมโซม - วิธีการผสมพันธุ์ระดับโมเลกุล ในการทำเช่นนี้ สารละลายที่มีกรดนิวคลีอิกที่ติดฉลาก (เช่น กับไรโบโซมอาร์เอ็นเอ) หรือชิ้นส่วน (เช่น กับ DNA ดาวเทียม) จะถูกนำไปใช้กับสารเตรียมที่ผ่านการบำบัดล่วงหน้าเพื่อทำให้ DNA เสียสภาพ (ทำลายพันธะไฮโดรเจนในธรรมชาติ DNA) ในองค์ประกอบ
โครโมโซมหรือนิวเคลียสซึ่งทำได้โดยการบำบัดด้วยอัลคาไลน์หรืออุณหภูมิของตัวอย่าง ในกระบวนการของการเปลี่ยนสภาพ DNA จะเกิดโมเลกุลไฮบริดขึ้นระหว่างกรดนิวคลีอิกที่ติดฉลากจากสารละลายกับบริเวณ DNA เสริมในการเตรียม ตำแหน่งของการผสมพันธุ์ดังกล่าวถูกกำหนดโดยวิธีทางรังสีวิทยา วิธีการไฮบริไดเซชันระดับโมเลกุลของกรดนิวคลีอิกทำให้สามารถระบุตำแหน่งที่มีลำดับนิวคลีโอไทด์ที่กำหนดบนโครโมโซมหรือแม้แต่ตำแหน่งของยีนบางตัวได้อย่างแม่นยำ
วิธีการไฮบริไดเซชันระดับโมเลกุลของกรดนิวคลีอิกยังใช้เมื่อทำการย้อมด้วยฟลูออโรโครม ตัวอย่างเช่น ถ้า DNA ของนิวคลีโอลาร์ที่ถูกแยกเดี่ยวซึ่งรับผิดชอบในการสังเคราะห์ไรโบโซม RNA นั้นผูกมัดเบื้องต้นกับฟลูออโรโครมบางตัว จากนั้นหลังจากการดัดแปลงดีเอ็นเอในการเตรียมด้วยไรโบโซม DNA เรืองแสง เราจะเห็นว่าการเรืองแสงจะสังเกตได้เฉพาะในนิวคลีโอลีของเซลล์ระหว่างเฟสหรือ เฉพาะในโซนที่จัดนิวเคลียสของโครโมโซมไมโทติค ทางนี้
เป็นไปได้ที่จะกำหนดลำดับดีเอ็นเอในเซลล์และแม้แต่ตำแหน่งในนิวเคลียสของโครโมโซมแต่ละตัว เทคนิคนี้เรียกว่าวิธี FISH (การผสมพันธุ์แบบเรืองแสงในแหล่งกำเนิด)
กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน
เมื่อพิจารณาถึงคุณลักษณะของกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง เราสามารถมั่นใจได้ว่าวิธีเดียวที่จะเพิ่มความละเอียดของระบบออปติคัลคือการใช้แหล่งกำเนิดแสงที่ปล่อยคลื่นที่มีความยาวคลื่นสั้นที่สุด แหล่งกำเนิดดังกล่าวอาจเป็นไส้หลอดร้อน ซึ่งในสนามไฟฟ้าจะปล่อยกระแสอิเล็กตรอน ซึ่งสามารถโฟกัสที่หลังได้โดยการส่งผ่านสนามแม่เหล็ก สิ่งนี้ทำหน้าที่เป็นพื้นฐานสำหรับการสร้างกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนซึ่งมีความละเอียด 1 A (0.1 นาโนเมตร) แล้ว ตามหลักการของการก่อสร้าง กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนจะคล้ายกับกล้องจุลทรรศน์แบบออปติคัลมาก: มีแหล่งกำเนิดแสง (แคโทดปืนอิเล็กตรอน) ระบบคอนเดนเซอร์ (เลนส์แม่เหล็กคอนเดนเซอร์) วัตถุประสงค์ (เลนส์แม่เหล็กเชิงวัตถุ) เลนส์ใกล้ตา (การฉายภาพ) เลนส์แม่เหล็ก) แต่แทนที่จะเป็น
ในเรตินาของดวงตา อิเล็กตรอนตกลงมาบนหน้าจอเรืองแสงหรือบนจานถ่ายภาพ (รูปที่ 7)
ส่วนหลักของกล้องจุลทรรศน์ดังกล่าวเป็นทรงกระบอกกลวง (คอลัมน์กล้องจุลทรรศน์) ซึ่งอากาศถูกสูบออกเพื่อไม่ให้มีปฏิสัมพันธ์ของอิเล็กตรอนกับโมเลกุลของก๊าซและการเกิดออกซิเดชันของไส้หลอดทังสเตนในแคโทดของปืนอิเล็กตรอน ใช้ไฟฟ้าแรงสูง (ตั้งแต่ 50 ถึง 200-5000 kV) ระหว่างขั้วลบและขั้วบวก ซึ่งทำให้อิเล็กตรอนเร่งตัวขึ้น มีรูอยู่ตรงกลางของขั้วบวกซึ่งอิเล็กตรอนจะก่อตัวเป็นลำแสงที่ไหลลงสู่คอลัมน์กล้องจุลทรรศน์ เลนส์ของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนคือแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งสนามสามารถเปลี่ยนเส้นทางของอิเล็กตรอนได้ (เนื่องจากเลนส์แก้วเปลี่ยนเส้นทางของโฟตอน) ในเลนส์คอนเดนเซอร์ ลำแสงอิเล็กตรอนจะถูกตรึงและกระทบกับวัตถุที่อิเล็กตรอนมีปฏิสัมพันธ์ เบี่ยงเบน กระจัดกระจาย ดูดซับ หรือผ่านเข้าไปโดยไม่เปลี่ยนแปลง อิเล็กตรอนที่ผ่านวัตถุจะถูกโฟกัสด้วยเลนส์ใกล้วัตถุซึ่งก่อตัวขึ้น
ภาพหลักที่ขยายใหญ่ขึ้นของวัตถุ เช่นเดียวกับในกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง เลนส์ใกล้วัตถุจะกำหนดตัวบ่งชี้หลัก ภาพหลักจะถูกขยายด้วยเลนส์ฉายภาพและฉายลงบนหน้าจอที่ปกคลุมด้วยชั้นเรืองแสงที่เรืองแสงเมื่ออิเล็กตรอนกระทบกับภาพ แทนที่จะใช้หน้าจอเรืองแสง ภาพสามารถวางบนจานถ่ายภาพและได้ภาพ
แรงดันไฟฟ้าที่ใช้ในการเร่งอิเล็กตรอนในกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่งกำลัง (ส่ง) ส่วนใหญ่จะถึง 50-150 kV ที่แรงดันไฟฟ้า 50 kV อิเล็กตรอนมีความยาวคลื่น 0.05 A และในกรณีนี้ ในทางทฤษฎี จะได้ความละเอียด 0.025 A (d ~ 0.5?) อย่างไรก็ตาม ในการออกแบบที่ทันสมัยของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน ได้ความละเอียดประมาณ 1 A เนื่องจากความเสถียรของแรงดันไฟฟ้าไม่เพียงพอ ความเสถียรของกระแสไฟของเลนส์ ความไม่สม่ำเสมอของโลหะของเลนส์แม่เหล็ก และความไม่สมบูรณ์อื่นๆ ของอุปกรณ์ (ในทางทฤษฎี สามารถเพิ่ม ความละเอียดของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน
100 ครั้ง) แต่ความละเอียดที่ทำได้ก็มหาศาลเช่นกัน (โปรดจำไว้ว่าค่าของพันธะ О-Н ในโมเลกุลของน้ำคือ 0.99 A): สูงกว่าความละเอียดของดวงตาถึง 106 เท่า!
บนหน้าจอและแผ่นภาพถ่ายของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนสามารถขยายได้ถึง 50,000 เท่า จากนั้นสามารถขยายได้อีก 10 เท่าด้วยการพิมพ์ภาพถ่าย เพื่อให้กำลังขยายสุดท้ายซึ่งความละเอียดขยายสูงสุดสามารถเข้าถึงได้ถึง 106 เท่า (สำหรับ เช่น ถ้าเพิ่ม 1 มม. 106 เท่า ก็จะยาวถึง 1 กม.)
ในปัจจุบัน ภาพอิเล็คตรอนจากหน้าจอฟลูออเรสเซนต์ถูกส่งตรงไปยังคอมพิวเตอร์โดยใช้กล้องโทรทัศน์ระบบดิจิตอล ซึ่งสามารถประมวลผลบนหน้าจอมอนิเตอร์ได้หลากหลายวิธี (เปลี่ยนกำลังขยาย คอนทราสต์ของภาพ ใช้ densitometry planimetry และ morphometry ของแต่ละบุคคล ส่วนประกอบ) คุณสามารถใช้เครื่องพิมพ์เพื่อพิมพ์ภาพที่ได้รับ
ความละเอียดสูงสุดของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน (EM) เป็นจริง
ตอนนี้เฉพาะในการศึกษาของโลหะหรือขัดแตะคริสตัล จนถึงตอนนี้ ยังไม่สามารถรับความละเอียดดังกล่าวกับวัตถุทางชีววิทยาได้ เนื่องจากวัตถุมีคอนทราสต์ต่ำ วัตถุชีวภาพสำหรับการศึกษาใน EM ถูกวางบนตะแกรงทองแดงที่เคลือบด้วยฟิล์มบาง - พื้นผิว (formvar, collodion, carbon) ซึ่งประกอบด้วยคาร์บอนเป็นส่วนใหญ่ วัตถุทางชีวภาพส่วนใหญ่ประกอบด้วยคาร์บอน ดังนั้น จะมีความหนาแน่นแตกต่างกันเล็กน้อยจากพื้นหลัง และจะมีความเปรียบต่างเล็กน้อย แสดงให้เห็นว่าความหนาต่ำสุดของวัตถุชีวภาพที่มีความหนาแน่นประมาณ 1 g/cm3 ที่ตรวจพบที่แรงดันไฟฟ้าเร่งในกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนที่ 50 kV คือ 50 A ไวรัสที่อยู่บนฟิล์มรองรับจะมองเห็นได้ในกรณีนี้ ในรูปของจุดที่ไม่มีโครงสร้าง และโมเลกุลของกรดนิวคลีอิก (DNA หนา 20 A) จะมองไม่เห็นเลยเนื่องจากคอนทราสต์ต่ำ ความแตกต่างของวัตถุทางชีวภาพสามารถเพิ่มขึ้นได้โดยใช้โลหะหนักหรือเกลือของพวกมัน
วัตถุรูปร่างตัดกัน

วัตถุที่เป็นเม็ดเลือดสามารถเรียกได้ว่าเป็นอนุภาคของไวรัส, ฟาจ, ส่วนประกอบเซลล์ที่แยกได้ (ไรโบโซม, เยื่อหุ้ม, แวคิวโอล, ฯลฯ.), โมเลกุลขนาดใหญ่
วิธีหนึ่งที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการตัดกันวัตถุทางชีววิทยาคือการแรเงาโลหะ ในกรณีนี้ การระเหยด้วยความร้อนของโลหะจะดำเนินการในการติดตั้งสุญญากาศแบบพิเศษ ในกรณีนี้ อะตอมของโลหะจะกระจัดกระจายจากจุดระเหยไปตามวิถีทางตรง เมื่อพวกเขาพบวัตถุ พวกมันจะถูกวางในรูปแบบของเลเยอร์ ความหนาของมันจะมากขึ้นในตำแหน่งตั้งฉากกับทิศทางการบินของอนุภาคโลหะ ในพื้นที่ที่วัตถุป้องกันลำอนุภาค "เงา" จะปรากฏขึ้น ดังนั้นส่วนที่ฝากไว้ของวัตถุจึงมีความหนาแน่นสูงกว่าพื้นผิวที่ฝากไว้ (พื้นหลัง) ดังนั้นวัตถุจะมองเห็นได้ วิธีนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายไม่เพียงแต่สำหรับไวรัส ไรโบโซมที่ตัดกัน แต่สำหรับโมเลกุลของกรดนิวคลีอิกที่ค่อนข้างบางด้วย ข้อเสียของวิธีนี้คือจะทำให้ขนาดของวัตถุเพิ่มขึ้นตามความหนา
ชั้นฝากซึ่งดีที่สุดถึง 10-15 A. ข้อเสียอีกประการหนึ่งของมันคือการให้ข้อมูลเกี่ยวกับลักษณะและปริมาตรของอนุภาคเท่านั้น สำหรับการแรเงาที่ตัดกันนั้นใช้แพลตตินัมแพลเลเดียมโลหะผสมและยูเรเนียม
ในกรณีที่มีการตัดกันเชิงลบของวัตถุด้วยสารละลายของเกลือของโลหะหนัก แอมโมเนียมโมลิบเดต, ยูแรนิลอะซิเตต, กรดฟอสโฟทังสติก (PTA) ถูกนำมาใช้ (รูปที่ 10) หากสารละลายที่เป็นน้ำของสารดังกล่าวผสมกับวัตถุทางชีวภาพ จากนั้นนำไปใช้กับฟิล์มซับสเตรตและทำให้แห้ง วัตถุ (เช่น ไวรัสหรือสารเชิงซ้อนของโปรตีน) จะถูกจุ่มลงในชั้นบางๆ ของอสัณฐานที่มีความหนาแน่นสูง สาร. ในกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน พวกมันดูเหมือนวัตถุสว่างบนพื้นหลังสีเข้ม (เหมือนภาพถ่ายเนกาทีฟ) ข้อดีของวิธีนี้คือ เกลือที่ละลายน้ำสามารถเจาะลึกเข้าไปในวัตถุและเปิดเผยรายละเอียดเพิ่มเติมได้ คอนทราสต์เชิงลบใช้กันอย่างแพร่หลายในการศึกษาไวรัสและสารเชิงซ้อนของเอนไซม์เมมเบรน โมเลกุลกรดนิวคลีอิกเส้นใยด้วยวิธีนี้
ระบุได้ไม่ดีเนื่องจากมีความหนาน้อย
เกลือของโลหะหนักสามารถใช้ในการย้อมสีที่เรียกว่าบวก ในกรณีนี้ คอนทราสต์เอเจนต์จะจับกับโครงสร้างและเพิ่มความหนาแน่นของอิเล็กตรอน บ่อยครั้ง สารละลายของ uranyl acetate ในแอลกอฮอล์หรืออะซิโตนถูกใช้เพื่อทำให้กรดนิวคลีอิกเป็นด่างในเชิงบวก Uranyl acetate กรดนิวคลีอิกที่ตัดกัน ช่วยขจัดคราบในช่องกลางของไวรัสทรงกลม เพิ่มความคมชัดของไรโบโซมได้อย่างมาก และช่วยให้คุณเห็นกรดนิวคลีอิกที่แยกออกมาเป็นเส้นบางๆ
Ultramicrotomy
เมื่อศึกษาวัตถุในกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนจะเกิดภาวะแทรกซ้อนขึ้นอีกประการหนึ่งคือความหนาของมัน ความจริงก็คือเมื่อลำอิเล็กตรอนผ่านวัตถุ อิเล็กตรอนบางตัวจะถูกดูดกลืน ซึ่งทำให้วัตถุร้อนขึ้นและทำให้เกิดการเสียรูป ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีวัตถุที่บาง (ไม่เกิน 0.1 ไมครอน) ข้อจำกัดอีกประการหนึ่งคือแม้ว่าเราจะพิจารณาวัตถุที่มีความหนามากที่ไม่เปลี่ยนแปลง (ประมาณ
0.5-1 µm) ซึ่งเป็นไปได้ในหลักการ (เช่น ในกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบเมกะโวลต์ ดูด้านล่าง) จากนั้นการฉายภาพของโครงสร้างที่อยู่ระดับต่างๆ ตามความหนาของวัตถุจะถูกซ้อนทับบนภาพสุดท้าย ดังนั้นการศึกษาโครงสร้างภายในของเซลล์ทั้งหมดในกล้องจุลทรรศน์แบบส่งผ่านจึงไม่ดีและไม่สะดวก ทางออกของสถานการณ์นี้คล้ายกับที่พบในกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง - เพื่อสร้างส่วนที่มีขนาดเล็กมาก ส่วนที่บางเฉียบ (0.05-0.10 ไมครอน)
ขั้นตอนการผลิตเป็นไปตามหลักการเดียวกับที่ใช้ในกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง เซลล์และเนื้อเยื่อสำหรับสิ่งนี้จะได้รับการแก้ไขก่อน สารละลายบัฟเฟอร์ของกลูตาราลดีไฮด์หรือออสเมียมเตตรอกไซด์ใช้เป็นฟิกซ์เจอร์ การตรึงสองครั้งที่ใช้บ่อยที่สุด: กลูตาราลดีไฮด์แรกและออสเมียมซึ่งแตกต่างจากโครงสร้างเซลล์เช่นเดียวกับโลหะหนัก จากนั้นหลังจากการคายน้ำ ผ้าจะถูกชุบด้วยอีพอกซีเรซินหรือพลาสติกอื่นๆ ในของเหลว โมโนเมอร์
รูปร่าง. ในระหว่างการทำโพลิเมอไรเซชันของพลาสติกดังกล่าว วัตถุที่ชุบด้วยพวกมันจะถูกปิดไว้ในบล็อกที่เป็นของแข็ง ซึ่งสามารถตัดเป็นชิ้นบางๆ ได้แล้ว ปัญหาสองประการเกิดขึ้นที่นี่: จะหามีดในอุดมคติได้ที่ไหน ข้อบกพร่องที่จะไม่ส่งผลต่อการศึกษาเซลล์ในระดับโมเลกุลเกือบ และวิธีการทำให้ส่วนต่างๆ มีขนาดบางเป็นร้อยไมครอน ปัญหาแรกได้รับการแก้ไขด้วยวิธีนี้: ปรากฎว่าเศษแก้วมีพื้นผิวการตัดที่คมชัดอย่างสมบูรณ์แบบและไม่มีรอยบาก (รูปที่ 11) แต่มีดแก้วมีอายุสั้นมาก ใช้เพียงครั้งเดียว ใช้มีดเพชร: เพชรเม็ดเล็กที่ลับให้คมด้วยวิธีพิเศษ ใช้ได้หลายปี
ปัญหาในการสร้างส่วนที่บางเฉียบก็ได้รับการแก้ไขเช่นกัน - นี่คือแหล่งความร้อนของวัตถุ บล็อกที่มีวัตถุปิดล้อมด้วยพลาสติกจะติดตั้งอยู่บนแท่งโลหะ ซึ่งจะร้อนขึ้นและด้วยเหตุนี้จึงเคลื่อนวัตถุไปข้างหน้าตามจำนวนที่กำหนดในเวลาที่ทราบ และถ้าการจ่ายความร้อนนี้ประสานกับวัฏจักรจังหวะ
การตัดสามารถรับชุดของความหนาที่กำหนดได้ ทำได้โดยใช้อุปกรณ์พิเศษ - ultramicrotomes มีการออกแบบของ ultramicrotomes ซึ่งวัตถุถูกป้อนด้วยกลไก
พื้นที่ของส่วน ultrathin ที่ได้มักจะมีขนาดเล็กมาก (0.1-1 mm2) ดังนั้นการดำเนินการทั้งหมดระหว่าง ultramicrotomy จึงอยู่ภายใต้การควบคุมด้วยกล้องจุลทรรศน์ ส่วนที่ติดตั้งบนกริดที่มีพื้นผิวจะต้องมีความเปรียบต่างเพิ่มเติม - "เปื้อน" ด้วยความช่วยเหลือของเกลือของโลหะหนัก ในกรณีนี้เกลือของตะกั่วและยูเรเนียมก็ถูกนำมาใช้เช่นกันซึ่งโดยการจับกับโครงสร้างภายในเซลล์บนบาดแผลจะทำให้เกิดความแตกต่างในทางบวก
เทคนิคในการทำส่วน ultrathin ได้เปิดโอกาสมหาศาลสำหรับการประยุกต์ใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนในแท้จริงทุกด้านของชีววิทยาและการแพทย์
วิธีนี้ช่วยให้สามารถใช้เทคนิค cytochemical ในระดับของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน: ในกรณีนี้ จำเป็นที่ผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาจะมีความหนาแน่นของอิเล็กตรอน ปฏิเสธ
จะเป็นอิเล็กตรอน นอกจากนี้ ปฏิกิริยาไม่ควรนำไปสู่การปรากฏตัวของรูปแบบสิ่งประดิษฐ์ที่ระดับโครงสร้างพื้นฐาน จำนวนวิธีไซโตเคมีในกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนยังมีไม่มาก แต่ทิศทางนี้กำลังได้รับการพัฒนาอย่างเข้มข้น
ในการศึกษาด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน สามารถใช้วิธีการ autoradiography ในกรณีนี้ จะใช้อิมัลชันเนื้อละเอียดพิเศษ (ขนาดของแกรนูลประมาณ 0.02-0.06 µm) ข้อเสียของวิธีนี้คือเวลาเปิดรับแสงนานมาก ในบางกรณีอาจถึงหลายเดือน
มีการใช้วิธีการมากขึ้นในการเตรียมชิ้นส่วนบางเฉียบโดยไม่ต้องตรึงและสำหรับการฝังเซลล์ในพลาสติกแข็ง เหล่านี้เป็นวิธีการ cryoultramicrotomy เช่น รับส่วนจากเนื้อเยื่อแช่แข็งทำให้เย็นลงทันทีที่อุณหภูมิของไนโตรเจนเหลว (-196 ° C) ในกรณีนี้ การยับยั้งกระบวนการเมแทบอลิซึมเกือบจะในทันทีเกิดขึ้น และน้ำจากเฟสของของเหลวจะผ่านเข้าสู่สถานะของแข็ง แต่ไม่ใช่ผลึก
โครงสร้างโมเลกุลไม่เป็นระเบียบ (สภาพเป็นแก้ว) บล็อกที่เป็นของแข็งที่อุณหภูมิไนโตรเจนเหลวสามารถตัดเป็นส่วนที่บางเฉียบได้ (มีดระบายความร้อนด้วย) ส่วนที่เป็นผลลัพธ์นั้นใช้เพื่อตรวจจับกิจกรรมของเอนไซม์ในพวกมัน เพื่อทำปฏิกิริยาอิมมูโนเคมีกับพวกมัน สำหรับการย่อยด้วยเอนไซม์ ฯลฯ
สำหรับการศึกษาทางอิมมูโนเคมีจะใช้แอนติบอดีที่เกี่ยวข้องกับอนุภาคของคอลลอยด์โกลด์ซึ่งการแปลเป็นภาษาท้องถิ่นในการเตรียมการจะระบุตำแหน่งของแอนติเจนที่ต้องการ
การศึกษาส่วนต่างๆ ที่ได้จาก cryoultratomes พบว่าโครงสร้างทั่วไปและองค์ประกอบของส่วนประกอบเซลล์ในกรณีนี้แตกต่างกันเล็กน้อยจากที่เห็นเมื่อใช้การตรึงทางเคมีและวิธีการทั่วไปเพื่อให้ได้ส่วนที่บางเฉียบ ดังนั้น โครงสร้างเหล่านั้นที่มีองค์ประกอบเดียวกันกับวิธีการประมวลผลวัสดุที่แตกต่างกัน ดูเหมือนจะใกล้เคียงกับโครงสร้างตลอดอายุการใช้งานจึงไม่ใช่สิ่งประดิษฐ์

ข้อมูลนี้สนับสนุนโดยการศึกษาเซลล์โดยใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบอื่น
วิธีการแช่แข็ง–คลีฟใช้เพื่อศึกษาโครงสร้างของส่วนประกอบเมมเบรนต่างๆ ของเซลล์ ประกอบด้วยข้อเท็จจริงที่ว่าวัตถุนั้นถูกแช่แข็งอย่างรวดเร็วในครั้งแรกด้วยไนโตรเจนเหลว จากนั้นจึงถ่ายโอนไปยังหน่วยสุญญากาศพิเศษที่อุณหภูมิเดียวกัน ที่นั่น วัตถุที่ถูกแช่แข็งจะถูกผ่าออกด้วยกลไกด้วยมีดที่แช่เย็น ในกรณีนี้ โซนภายในของเซลล์ที่ถูกแช่แข็งจะถูกเปิดเผย ในสุญญากาศ ส่วนหนึ่งของน้ำที่ผ่านเข้าไปในรูปน้ำเลี้ยงจะถูกระเหิด (“การแกะสลัก”) และพื้นผิวที่แตกแยกจะถูกปกคลุมด้วยชั้นบาง ๆ ของคาร์บอนระเหย แล้วโลหะ. ดังนั้นแบบจำลองของความแตกแยกได้มาจากวัสดุที่แช่แข็งและรักษาโครงสร้างภายใน (รูปที่ 12) จากนั้นที่อุณหภูมิห้องเนื้อเยื่อหรือเซลล์จะละลายในกรด แต่ฟิล์มจำลองยังคงไม่บุบสลายได้รับการศึกษาภายใต้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน วิธีนี้มีสองข้อดี: พวกเขาศึกษาแบบจำลองจากชิป
ตัวอย่างพื้นเมือง ศึกษาการบรรเทาผิวของเยื่อหุ้มเซลล์ที่ไม่สามารถบรรลุได้ด้วยวิธีการอื่น ปรากฎว่าในกรณีนี้ การจัดระเบียบโดยรวมของเซลล์และส่วนประกอบของเซลล์ก็คล้ายกับที่เราเห็นระหว่างการตรึงทางเคมีหรือการทำ cryotomy วิธีนี้ทำให้สามารถเห็นได้ว่าโปรตีนอินทิกรัลรูปทรงกลมตั้งอยู่ทั้งบนพื้นผิวและในความหนาของเยื่อหุ้มเซลล์ และโครงสร้างของเยื่อหุ้มเซลล์นั้นไม่สม่ำเสมอ
วิธีการรับแบบจำลองจาก microrelief ของตัวอย่างถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการศึกษาส่วนประกอบของไฟบริลของเซลล์ ดังนั้น เมื่อศึกษาโครงร่างเซลล์ของเซลล์เพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อหรือเซลล์เม็ดเลือด เซลล์จะได้รับการบำบัดด้วยสารซักฟอกเพื่อละลายเยื่อหุ้มทั้งหมด สิ่งนี้นำไปสู่ความจริงที่ว่าส่วนประกอบทั้งหมดถูกชะล้างออกจากเซลล์ ยกเว้นส่วนประกอบโปรตีนไฟบริลลาร์ของโครงร่างโครงร่างและวัสดุนิวเคลียร์ การเตรียมดังกล่าวจะได้รับการแก้ไข ทำให้แห้งและทำให้แห้งด้วยวิธีพิเศษ ต่อจากนี้ การเตรียมแบบแห้งจะพ่นด้วยคาร์บอนและย้อมทับด้วยการฉีดพ่น
โลหะหนักหลังจากนั้นแบบจำลองดังกล่าวจะถูกลบออกจากแก้วที่เซลล์เติบโตและดูในกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่าน
วิธีพิเศษอื่น ๆ ของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนของวัตถุชีวภาพ
เมื่อเร็ว ๆ นี้ได้มีการเริ่มใช้วิธีการของกล้องจุลทรรศน์แรงดันสูง (หรือมากกว่านั้นคือแรงดันสูงพิเศษ) อุปกรณ์ที่มีแรงดันไฟฟ้าเร่ง 1-3 ล้านโวลต์ได้รับการออกแบบ อุปกรณ์เหล่านี้เป็นอุปกรณ์ที่มีราคาแพงมากซึ่งเป็นอุปสรรคต่อการใช้งานอย่างแพร่หลาย ข้อดีของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนประเภทนี้ไม่ใช่ว่าสามารถให้ได้ความละเอียดสูงกว่า (ที่ความยาวคลื่นอิเล็กตรอนที่สั้นกว่า) แต่ที่พลังงานอิเล็กตรอนสูงซึ่งวัตถุดูดซับได้น้อยกว่า ก็สามารถดูตัวอย่างที่มีความหนามากได้ ( 1-10 ไมโครเมตร) การใช้ภาพสามมิติเพิ่มเติมทำให้สามารถรับข้อมูลเกี่ยวกับโครงสร้างสามมิติของโครงสร้างภายในเซลล์ที่มีความละเอียดสูง (ประมาณ 0.5 นาโนเมตร)
วิธีการสแกน (แรสเตอร์) กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนช่วยให้
ศึกษาภาพสามมิติของผิวเซลล์ ในกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด ลำแสงอิเล็กตรอน (โพรบ) บาง ๆ จะวิ่งผ่านพื้นผิวของวัตถุและข้อมูลที่ได้รับจะถูกส่งไปยังหลอดรังสีแคโทด สามารถรับภาพได้ในอิเล็กตรอนสะท้อนหรืออิเล็กตรอนทุติยภูมิ ด้วยวิธีนี้ วัตถุที่ตายตัวและแห้งเป็นพิเศษจะถูกปกคลุมด้วยชั้นบาง ๆ ของโลหะระเหย (ส่วนใหญ่มักเป็นทองคำ) ซึ่งสะท้อนจากการที่อิเล็กตรอนเข้าสู่อุปกรณ์รับสัญญาณที่ส่งสัญญาณไปยังหลอดรังสีแคโทด เนื่องจากการโฟกัสที่คมชัดของกล้องจุลทรรศน์แบบส่องกราดซึ่งมากกว่ากล้องจุลทรรศน์แบบส่องผ่านมาก จึงได้ภาพพื้นผิวเกือบสามมิติที่อยู่ระหว่างการศึกษา ความละเอียดของเครื่องมือประเภทนี้ค่อนข้างต่ำกว่ากล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่าน แต่มีการผลิตเครื่องมือที่มีความละเอียด 3-5 นาโนเมตรอยู่แล้ว (รูปที่ 13)
การใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด สามารถรับข้อมูลเกี่ยวกับองค์ประกอบทางเคมีในบางพื้นที่ได้
เซลล์. ดังนั้น วิธีการของการวิเคราะห์ไมโครด้วยสเปกตรัมเอ็กซ์เรย์จึงขึ้นอยู่กับการระบุและการประเมินเชิงปริมาณของเนื้อหาขององค์ประกอบทางเคมีตามสเปกตรัมของรังสีเอกซ์ที่มีลักษณะเฉพาะที่เกิดจากปฏิสัมพันธ์ของอิเล็กตรอนปฐมภูมิกับอะตอมของวัตถุ เพื่อให้ได้ข้อมูลดังกล่าว แน่นอน วัตถุไม่ควรถูกปกคลุมด้วยชั้นของโลหะ เช่นเดียวกับวิธีการปกติของการสแกนด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน นอกจากนี้ต้องเตรียมวัตถุเพื่อไม่ให้สูญเสียหรือแนะนำองค์ประกอบเพิ่มเติม ด้วยเหตุนี้จึงใช้วัตถุที่แช่แข็งและแห้งด้วยสุญญากาศอย่างรวดเร็ว
การแบ่งส่วนของเซลล์
ในทางเซลล์วิทยา มีการใช้วิธีการทางชีวเคมีที่หลากหลาย ทั้งเชิงวิเคราะห์และเชิงเตรียมการ ในกรณีหลัง ส่วนประกอบต่างๆ สามารถรับได้ในรูปของเศษส่วนแยกกัน และสามารถศึกษาองค์ประกอบทางเคมี โครงสร้างพื้นฐาน และคุณสมบัติได้ ดังนั้นในปัจจุบันออร์แกเนลล์และโครงสร้างเซลล์เกือบทั้งหมดได้มาในรูปของเศษส่วนบริสุทธิ์: นิวเคลียส, นิวเคลียส, โครมาติน,
เยื่อหุ้มนิวเคลียส, พลาสมาเมมเบรน, เอนโดพลาสมิกเรติคูลัมแวคิวโอล, ไรโบโซมของมัน, ไรโบโซมไฮยาโลพลาสซึม, อุปกรณ์กอลจิ, ไมโทคอนเดรีย, เยื่อหุ้มของพวกมัน, พลาสติด, เพอรอกซีโซม, ไมโครทูบูล ฯลฯ เมื่อเร็วๆ นี้ ได้เศษส่วนของเซนทริโอลและรูพรุนของนิวเคลียสที่บริสุทธิ์แล้ว
การได้มาซึ่งเศษเซลล์เริ่มต้นด้วยการทำลายเซลล์โดยทั่วไปด้วยการทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน จากนั้นสามารถแยกเศษส่วนออกจากโฮโมจีเนตได้แล้ว วิธีหลักวิธีหนึ่งในการแยกโครงสร้างเซลล์คือการปั่นแยก (การแยกส่วน) หลักการของการใช้งานคือเวลาที่อนุภาคจะตกตะกอนในโฮโมจีเนตนั้นขึ้นอยู่กับขนาดและความหนาแน่นของอนุภาค ยิ่งอนุภาคใหญ่หรือหนักขึ้นเท่าใด อนุภาคก็จะยิ่งตกลงมาที่ก้นหลอดทดสอบเร็วขึ้นเท่านั้น เพื่อเพิ่มความเร็วในกระบวนการตกตะกอน จะใช้ความเร่งที่เกิดจากการหมุนเหวี่ยง ในระหว่างการหมุนเหวี่ยง นิวเคลียสและเซลล์ที่ไม่ถูกทำลายจะเกาะตัวก่อนและด้วยการเร่งความเร็วขนาดเล็ก (1-3,000 กรัม) ที่อนุภาคขนาดใหญ่ 15-30,000 กรัม มาโครโซมที่ประกอบด้วยไมโทคอนเดรีย พลาสติดขนาดเล็ก
peroxisomes, lysosomes ฯลฯ ที่ 50,000 g microsomes ชิ้นส่วนของระบบ vacuolar ของเซลล์จะชำระ โดยการปั่นแยกเศษส่วนซ้ำๆ ของเศษส่วนแบบผสมเหล่านี้ จะได้รับเศษส่วนบริสุทธิ์ ดังนั้น เมื่อแยกเศษส่วนมาโครโซม ไมโทคอนเดรีย ไลโซโซม และเปอร์รอกซิโซมจะได้รับแยกต่างหาก เมื่อแยกไมโครโซม สามารถรับเศษส่วนของเยื่อหุ้มของอุปกรณ์กอลจิ ชิ้นส่วนของพลาสมาเมมเบรน แวคิวโอล และเรติคูลัมเม็ด ในกรณีของการแยกเศษส่วนอย่างละเอียดยิ่งขึ้น การหมุนเหวี่ยงในการไล่ระดับความหนาแน่นของซูโครสจะถูกนำมาใช้ ซึ่งทำให้สามารถแยกส่วนประกอบต่างๆ ได้ดี แม้จะมีความแตกต่างกันเล็กน้อยในความถ่วงจำเพาะ
เศษส่วนที่ได้รับก่อนที่จะวิเคราะห์โดยวิธีทางชีวเคมีจะต้องตรวจสอบความบริสุทธิ์โดยใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน
การได้รับส่วนประกอบแต่ละเซลล์ทำให้สามารถศึกษาชีวเคมีและลักษณะการทำงานได้ ดังนั้น คุณสามารถสร้างระบบที่ปราศจากเซลล์สำหรับไรโบโซม ซึ่งจะ
สังเคราะห์โปรตีนตาม RNA ของผู้ส่งสารซึ่งระบุโดยผู้ทดลอง ไมโทคอนเดรียที่แยกได้ภายใต้เงื่อนไขที่เลือกสามารถดำเนินการสังเคราะห์ ATP ได้ การสังเคราะห์อาร์เอ็นเอสามารถเกิดขึ้นได้ในโครมาตินที่แยกออกมาโดยมีส่วนร่วมของเอนไซม์ที่เหมาะสม เป็นต้น
เมื่อเร็ว ๆ นี้ ระบบที่ปราศจากเซลล์ได้ถูกนำมาใช้เพื่อสร้างโครงสร้างซูปราโมเลคิวลาร์ของเซลล์ขึ้นมาใหม่ ดังนั้น การใช้ไข่แดงบริสุทธิ์จากแกรนูล สารสกัดจากไซโตพลาสซึมของไข่ครึ่งบกครึ่งน้ำหรือไข่เม่นทะเล จึงเป็นไปได้ที่จะได้รับนิวเคลียสที่มีเปลือกนิวเคลียร์จาก DNA แปลกปลอมที่นำเข้าสู่ระบบที่ปราศจากเซลล์นี้ (เช่น DNA ของแบคทีเรีย) DNA ดังกล่าวจับกับโปรตีนฮิสโตนซึ่งมีมากเกินไปในสารสกัดดังกล่าว โครมาติน (deoxyribonucleoprotein) ถูกสร้างขึ้นซึ่งถูกปกคลุมด้วยเมมเบรนสองชั้นที่มีรูพรุนของนิวเคลียส ระบบแบบจำลองดังกล่าวช่วยในการศึกษากระบวนการที่ละเอียดอ่อนและลึกซึ้ง เช่น การขนส่งโมเลกุลขนาดใหญ่จากไซโตพลาสซึมไปยังนิวเคลียส และในทางกลับกัน ในสารสกัดจากไซโตพลาสซึมของไข่ครึ่งบกครึ่งน้ำและไข่เอไคโนเดิร์ม
นิวเคลียสดังกล่าวสามารถแบ่งตามไมโทซีสได้เป็นระยะ โมเดลเหล่านี้มีส่วนช่วยอย่างมากในการถอดรหัสธรรมชาติของการควบคุมวัฏจักรเซลล์
การมีส่วนร่วมอย่างมากต่อชีววิทยาของเซลล์นั้นเกิดจากวิธีการทางวิศวกรรมเซลล์ พบว่าเซลล์ที่มีชีวิตต่างๆ สามารถผสานเข้าด้วยกันได้ หากพลาสมาเมมเบรนได้รับการบำบัดด้วยวิธีพิเศษ ดังนั้นคุณสามารถรวมเม็ดเลือดแดงของไก่กับเซลล์เม็ดเลือดขาวของมนุษย์ได้ ในกรณีนี้จะได้รับเซลล์สองนิวเคลียร์ซึ่งเป็นเฮเทอโรคาริออนซึ่งกระตุ้นนิวเคลียสของเม็ดเลือดแดงของไก่ (รูปที่ 14) หากเฮเทอโรคาริออนเกิดขึ้นจากเซลล์ที่เกี่ยวข้องกันอย่างใกล้ชิด (เช่น หนูและแฮมสเตอร์) เมื่อพวกมันเข้าสู่ไมโทซิส โครโมโซมสามารถรวมกันเป็นแผ่นเมตาเฟสเดียวได้ หลังจากแยกเซลล์ดังกล่าวแล้ว จะได้เซลล์ลูกผสมที่แท้จริง เทคนิคอื่นๆ ทำให้สามารถสร้างเซลล์จากนิวเคลียสและไซโตพลาสซึมที่มีต้นกำเนิดต่างกันได้ (รูปที่ 15) ดังนั้น โดยการทำลายส่วนประกอบแอคตินของโครงร่างเซลล์และทำให้เซลล์หมุนเหวี่ยง เซลล์สามารถแบ่งออกเป็นสองส่วน: นิวเคลียส
ด้วยขอบแคบของไซโตพลาสซึม - แคริโอพลาสและส่วนที่เหลือของไซโตพลาสซึม - ไซโตพลาสซึม จากนั้น ใช้คาริโอพลาสต์และไซโทพลาสต์ที่แตกต่างกัน คุณสามารถสร้างเซลล์ที่สร้างใหม่รวมกันได้หลายแบบ
วิธีการทางวิศวกรรมเซลล์มีการใช้กันอย่างแพร่หลายไม่เพียง แต่ในชีววิทยาทดลองเท่านั้น แต่ยังใช้เพื่อวัตถุประสงค์ทางเทคโนโลยีชีวภาพด้วย ตัวอย่างเช่น ในการผลิตโมโนโคลนัลแอนติบอดี เซลล์ไฮบริดถูกใช้ระหว่างเซลล์ลิมโฟไซต์จากสัตว์ที่สร้างภูมิคุ้มกันและเซลล์มัยอีโลมาที่เพิ่มจำนวนอย่างรวดเร็ว ไดคารีออนหลักที่เป็นผลลัพธ์จะสร้างเซลล์ลูกผสมที่แท้จริงซึ่งทวีคูณอย่างเข้มข้นเนื่องจากจีโนมของเซลล์เนื้องอกมัยอีโลมา และในขณะเดียวกันก็ปล่อยแอนติบอดีจำนวนมากเนื่องจากการทำงานของจีโนมของลิมโฟไซต์ที่สร้างภูมิคุ้มกัน เทคนิคนี้ช่วยให้คุณได้เซลล์ไฮบริโดมาจำนวนมากที่ผลิตแอนติบอดีที่จำเป็นจำนวนมาก
ไม่จำเป็นต้องอธิบายวิธีการและเทคนิคทั้งหมดที่ใช้ในเซลล์วิทยาเพื่อศึกษาโครงสร้าง เคมี และ
หน้าที่ของเซลล์หรือส่วนประกอบของเซลล์ การทบทวนโดยย่อนี้เพียงพอที่จะแสดงให้เห็นถึงความสมบูรณ์ของวิธีการต่างๆ ในเซลล์วิทยา ซึ่งทำให้สามารถวิเคราะห์ได้อย่างแม่นยำ ตั้งแต่รูปร่าง ลักษณะทั่วไป และขนาดของเซลล์ ไปจนถึงองค์ประกอบโมเลกุลของแต่ละส่วน

การบรรยายครั้งที่ 13 กล้องจุลทรรศน์เป็นวิธีการศึกษาเซลล์และเนื้อเยื่อ

1. กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง

2. กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน

เซลล์วิทยาสมัยใหม่มีวิธีการวิจัยมากมายและหลากหลาย หากปราศจากวิธีดังกล่าวแล้ว จะไม่สามารถสะสมและปรับปรุงความรู้เกี่ยวกับโครงสร้างและหน้าที่ของเซลล์ได้ ในบทนี้ เราจะทำความคุ้นเคยกับวิธีการวิจัยหลักที่สำคัญที่สุดเท่านั้น

กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงสมัยใหม่เป็นเครื่องมือที่สมบูรณ์แบบมาก ซึ่งยังคงมีความสำคัญอย่างยิ่งในการศึกษาเซลล์และออร์แกเนลล์ของพวกมัน ด้วยความช่วยเหลือของกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงทำให้เพิ่มขึ้น 2,000-2500 เท่า กำลังขยายของกล้องจุลทรรศน์ขึ้นอยู่กับความละเอียดของกล้องจุลทรรศน์ นั่นคือ ระยะห่างที่เล็กที่สุดระหว่างจุดสองจุดที่มองเห็นแยกจากกัน

ยิ่งเห็นอนุภาคขนาดเล็กผ่านกล้องจุลทรรศน์เท่าใด ก็ยิ่งมีกำลังการละลายมากขึ้นเท่านั้น ในทางกลับกัน ถูกกำหนดโดยรูรับแสงของเลนส์ (รูรับแสงคือการเปิดที่มีประสิทธิภาพของระบบออพติคอล ซึ่งพิจารณาจากขนาดของเลนส์หรือรูรับแสง) และความยาวคลื่นของแสง

การกำหนดความละเอียดของกล้องจุลทรรศน์นั้นใช้สูตร: a = 0.6 โดยที่ a คือระยะห่างขั้นต่ำระหว่างจุดสองจุด - ความยาวคลื่นของแสง n คือดัชนีการหักเหของแสงของตัวกลางที่อยู่ระหว่างการเตรียมการกับตัวแรก เช่น เลนส์ด้านหน้า เลนส์ใกล้วัตถุ a คือมุมระหว่างแกนออปติคัลของเลนส์กับลำแสงที่เบี่ยงเบนอย่างแรงที่สุดเข้าสู่เลนส์ หรือมุมของการเลี้ยวเบนของรังสี

ค่าที่ระบุในตัวส่วนของเศษส่วน (n sin a) เป็นค่าคงที่สำหรับเลนส์แต่ละตัวและเรียกว่ารูรับแสงแบบตัวเลข รูรับแสงตัวเลขและกำลังขยายจะสลักอยู่บนกระบอกเลนส์ ความสัมพันธ์ระหว่างรูรับแสงตัวเลขและระยะห่างความละเอียดต่ำสุดมีดังนี้ ยิ่งรูรับแสงตัวเลขใหญ่ ระยะนี้ยิ่งเล็ก กล่าวคือ ความละเอียดของกล้องจุลทรรศน์ยิ่งสูงขึ้น

การเพิ่มความละเอียดของกล้องจุลทรรศน์ซึ่งจำเป็นอย่างยิ่งสำหรับการศึกษารายละเอียดของโครงสร้างของเซลล์นั้นทำได้สองวิธี:

1) เพิ่มรูรับแสงตัวเลขของวัตถุประสงค์

2) ความยาวคลื่นของแสงที่ส่องสว่างยาลดลง

วัตถุประสงค์ในการแช่จะใช้เพื่อเพิ่มรูรับแสงที่เป็นตัวเลข ใช้เป็นของเหลวต่อไปนี้: น้ำ (n = 1.33) กลีเซอรีน (n = 1.45) น้ำมันซีดาร์ (/1 = 1.51) เทียบกับ n อากาศ เท่ากับ 1

เนื่องจากดัชนีการหักเหของแสงของของเหลวที่แช่มากกว่า 1 รูรับแสงที่เป็นตัวเลขของวัตถุจะเพิ่มขึ้นและรังสีสามารถเข้ามาได้ ทำให้มุมที่กว้างกว่าด้วยแกนออปติคัลของวัตถุมีมากกว่าเมื่อมีอากาศระหว่างเลนส์ด้านหน้าของวัตถุกับวัตถุ ตัวอย่าง

วิธีที่สองในการเพิ่มความละเอียดของกล้องจุลทรรศน์คือการใช้รังสีอัลตราไวโอเลต ซึ่งความยาวคลื่นจะน้อยกว่าความยาวคลื่นของแสงที่มองเห็นได้

อย่างไรก็ตาม ความละเอียดของกล้องจุลทรรศน์สามารถเพิ่มได้จนถึงขีดจำกัดเท่านั้น ซึ่งถูกจำกัดด้วยความยาวคลื่นของแสง อนุภาคที่เล็กที่สุดที่มองเห็นได้ชัดเจนในกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงสมัยใหม่ควรมีค่ามากกว่า "/3 ​​ของความยาวคลื่นของแสง ซึ่งหมายความว่าเมื่อใช้ส่วนที่มองเห็นได้ของแสงในเวลากลางวันที่มีความยาวคลื่น 0.004 ถึง 0.0007 มม. อนุภาคของ อย่างน้อย 0 0002-0.0003 มม. ดังนั้นด้วยความช่วยเหลือของกล้องจุลทรรศน์สมัยใหม่จึงเป็นไปได้ที่จะพิจารณารายละเอียดเหล่านั้นของโครงสร้างเซลล์ที่มีค่าอย่างน้อย 0.2-0.3 ไมครอน

ปัจจุบันมีการสร้างกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงหลายรุ่น พวกเขาให้ความเป็นไปได้ของการศึกษาโครงสร้างเซลล์และหน้าที่ของมันในหลายแง่มุม

กล้องจุลทรรศน์ชีวภาพ กล้องจุลทรรศน์ชีวภาพ (MBI-1, MBI-2, MBI-3, MBR เป็นต้น) ออกแบบมาเพื่อศึกษาการเตรียมการที่ส่องสว่างด้วยแสงที่ส่องผ่าน เป็นกล้องจุลทรรศน์ชนิดนี้ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการศึกษาโครงสร้างของเซลล์และวัตถุอื่นๆ

อย่างไรก็ตาม ด้วยความช่วยเหลือของกล้องจุลทรรศน์ชีวภาพ เป็นไปได้ที่จะศึกษารายละเอียดการเตรียมเซลล์แบบตายตัวและแบบเซลล์สีในรายละเอียด เซลล์ที่ไม่มีสีที่มีชีวิตส่วนใหญ่ไม่มีสีและโปร่งใสในแสงที่ส่องผ่าน (ไม่ดูดซับแสง) และไม่สามารถมองเห็นรายละเอียดได้

กล้องจุลทรรศน์คอนทราสต์เฟส. ภาพที่ตัดกันของการเตรียมเซลล์ที่มีชีวิตซึ่งแทบจะมองไม่เห็นเมื่อสังเกตด้วยกล้องจุลทรรศน์ชีวภาพจะให้อุปกรณ์ที่มีเฟสคอนทราสต์)

วิธีความคมชัดของเฟสขึ้นอยู่กับข้อเท็จจริงที่ว่าแต่ละส่วนของการเตรียมแบบโปร่งใสแตกต่างจากสภาพแวดล้อมในแง่ของดัชนีการหักเหของแสง ดังนั้นแสงที่ส่องผ่านพวกมันจะแพร่กระจายด้วยความเร็วที่ต่างกัน กล่าวคือ มีการเลื่อนเฟสซึ่งแสดงเป็นการเปลี่ยนแปลงความสว่าง การเปลี่ยนแปลงเฟสของคลื่นแสงจะถูกแปลงเป็นการสั่นสะเทือนของแสงที่มีแอมพลิจูดต่างกัน และตาจะรับรู้ภาพคอนทราสต์ของชิ้นงานทดสอบ ซึ่งการกระจายแสงสอดคล้องกับการกระจายโอกาสกว้างๆ ในการศึกษาเซลล์ที่มีชีวิต ออร์แกเนลล์และเซลล์ของสิ่งมีชีวิต รวมอยู่ในสถานะไม่บุบสลาย สถานการณ์นี้มีบทบาทสำคัญเนื่องจากการตรึงและการย้อมสีของเซลล์ตามกฎแล้วทำลายโครงสร้างเซลล์

อุปกรณ์ตัดกันเฟสสำหรับกล้องจุลทรรศน์ชีวภาพประกอบด้วยชุดวัตถุประสงค์ของเฟสที่แตกต่างจากปกติเมื่อมีแผ่นเฟสวงแหวน คอนเดนเซอร์ที่มีชุดไดอะแฟรมวงแหวน และกล้องจุลทรรศน์เสริมที่ขยายภาพของ ไดอะแฟรมวงแหวนและแผ่นเฟสเมื่อรวมกัน

กล้องจุลทรรศน์รบกวน วิธีการของคอนทราสต์การรบกวนนั้นใกล้เคียงกับวิธีการของไมโครสโคปีแบบเฟสคอนทราสต์ และทำให้ได้ภาพคอนทราสต์ของเซลล์ที่มีชีวิตแบบโปร่งใสที่ไม่มีสี รวมทั้งการคำนวณน้ำหนักแห้งของเซลล์ กล้องจุลทรรศน์การรบกวนแบบพิเศษที่ใช้สำหรับวัตถุประสงค์เหล่านี้ได้รับการออกแบบในลักษณะที่ลำแสงรังสีแสงคู่ขนานที่มาจากแหล่งกำเนิดแสงแบ่งออกเป็นสองกิ่งขนานกัน - กิ่งบนและล่าง

กิ่งล่างผ่านการเตรียมและเฟสของการแกว่งของแสงจะเปลี่ยนไปในขณะที่คลื่นบนยังคงไม่เปลี่ยนแปลง สำหรับยาคือ ในปริซึมของวัตถุประสงค์ทั้งสองสาขาเชื่อมต่อใหม่และรบกวนซึ่งกันและกัน เป็นผลมาจากการรบกวน ส่วนของสารเตรียมที่มีความหนาต่างกันหรือดัชนีการหักเหของแสงไม่เท่ากันจะถูกทาสีด้วยสีต่างๆ และกลายเป็นสีตัดกันและมองเห็นได้ชัดเจน

กล้องจุลทรรศน์เรืองแสง. เช่นเดียวกับวิธีความคมชัดของเฟส กล้องจุลทรรศน์เรืองแสง (หรือแบบเรืองแสง) ทำให้สามารถศึกษาเซลล์ที่มีชีวิตได้ การเรืองแสงคือการเรืองแสงของวัตถุซึ่งตื่นเต้นโดยพลังงานแสงที่ดูดซับไว้ การเรืองแสงสามารถถูกกระตุ้นด้วยรังสีอัลตราไวโอเลต เช่นเดียวกับรังสีสีน้ำเงินและสีม่วง

โครงสร้างและสารจำนวนหนึ่งที่มีอยู่ในเซลล์มีการเรืองแสงของตัวเอง (หรือปฐมภูมิ) ตัวอย่างเช่น คลอโรฟิลล์เม็ดสีเขียวที่พบในคลอโรพลาสต์ของเซลล์พืช มีลักษณะเรืองแสงสีแดงสด วิตามิน A และ B ให้แสงที่สว่างสดใส ซึ่งเป็นเม็ดสีของเซลล์แบคทีเรียบางชนิด สิ่งนี้ทำให้สามารถระบุชนิดของแบคทีเรียแต่ละชนิดได้

อย่างไรก็ตาม สารส่วนใหญ่ที่มีอยู่ในเซลล์ไม่มีการเรืองแสงของตัวเอง สารดังกล่าวเริ่มเรืองแสง เผยให้เห็นสีที่หลากหลาย หลังจากทำการปรับสีล่วงหน้าด้วยสีเรืองแสง (สารเรืองแสงรอง) เท่านั้น สีย้อมเหล่านี้เรียกว่าฟลูออโรโครม ได้แก่ ฟลูออเรสซิน อะคริดีนออเรนจ์ เบอร์เบอรีนซัลเฟต ฟลอกซิน และอื่นๆ มักใช้ฟลูออโรโครมในระดับความเข้มข้นต่ำมาก (เช่น 1:10,000, 1:100,000) และไม่ทำลายเซลล์ที่มีชีวิต ฟลูออโรโครมจำนวนมากคัดเลือกคราบโครงสร้างเซลล์และสารแต่ละชนิดในแสงเฉพาะ ดังนั้น ภายใต้เงื่อนไขบางประการ กรดอะคริดีนจะย้อมกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก (DNA) เป็นสีเขียว และกรดไรโบนิวคลีอิก (RNA) สีส้ม ดังนั้นการเรืองแสงทุติยภูมิด้วยส้มอะคริดีนจึงเป็นหนึ่งในวิธีการที่สำคัญในการศึกษาการแปลความหมายของกรดนิวคลีอิกในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตต่างๆ

นอกจากนี้ การใช้ฟลูออโรโครมยังช่วยให้ได้รับการเตรียมคอนทราสต์ที่สะดวกต่อการสังเกต ซึ่งง่ายต่อการค้นหาโครงสร้างที่ต้องการ จดจำเซลล์แบคทีเรีย และนับจำนวนเซลล์เหล่านั้น วิธีการของกล้องจุลทรรศน์เรืองแสงยังทำให้สามารถศึกษาการเปลี่ยนแปลงของเซลล์และโครงสร้างภายในเซลล์แต่ละเซลล์ภายใต้สภาวะการทำงานที่แตกต่างกัน และทำให้สามารถแยกแยะระหว่างเซลล์ที่มีชีวิตและเซลล์ที่ตายแล้ว

เมื่อใช้รังสีสีฟ้าและสีม่วงเป็นแหล่งกำเนิดแสงฟลูออเรสเซนต์ อุปกรณ์ดังกล่าวจะประกอบด้วยกล้องจุลทรรศน์ชีวภาพแบบธรรมดา หลอดไฟแรงดันต่ำ (สำหรับกล้องจุลทรรศน์) และตัวกรองแสงสีน้ำเงินที่ผ่านรังสีที่กระตุ้นการเรืองแสง และสีเหลือง ตัวกรองแสงที่ขจัดรังสีสีฟ้าที่มากเกินไป การใช้รังสีอัลตราไวโอเลตเป็นแหล่งของการเรืองแสงต้องใช้กล้องจุลทรรศน์เรืองแสงพิเศษที่มีเลนส์ควอตซ์ที่ส่งรังสีอัลตราไวโอเลต

กล้องจุลทรรศน์โพลาไรซ์. วิธีการของกล้องจุลทรรศน์โพลาไรซ์ขึ้นอยู่กับความสามารถของส่วนประกอบต่างๆ ของเซลล์และเนื้อเยื่อในการหักเหแสงโพลาไรซ์ โครงสร้างเซลล์บางอย่าง เช่น เส้นใยแกนหมุน myofibrils, cilia ของ ciliated epithelium เป็นต้น มีลักษณะเฉพาะโดยการวางแนวของโมเลกุลและมีคุณสมบัติของการหักเหของแสง สิ่งเหล่านี้เรียกว่าโครงสร้างแอนไอโซทรอปิก

ศึกษาโครงสร้างแอนไอโซโทรปิกโดยใช้กล้องจุลทรรศน์โพลาไรซ์ มันแตกต่างจากกล้องจุลทรรศน์ชีวภาพทั่วไปตรงที่โพลาไรเซอร์วางอยู่ด้านหน้าคอนเดนเซอร์ และวางตัวชดเชยและเครื่องวิเคราะห์ไว้ด้านหลังการเตรียมการและวัตถุประสงค์ ซึ่งช่วยให้ศึกษารายละเอียดของการหักเหของแสงในวัตถุที่อยู่ระหว่างการพิจารณาได้อย่างละเอียด ในกรณีนี้ โครงสร้างแสงหรือสีมักจะพบในเซลล์ ซึ่งลักษณะที่ปรากฏขึ้นอยู่กับตำแหน่งของยาที่สัมพันธ์กับระนาบโพลาไรเซชันและขนาดของการหักเหของแสง

กล้องจุลทรรศน์แบบโพลาไรซ์ทำให้สามารถกำหนดทิศทางของอนุภาคในเซลล์และโครงสร้างอื่นๆ ได้ มองเห็นโครงสร้างที่มีการหักเหของแสงได้อย่างชัดเจน และด้วยกระบวนการเตรียมการที่เหมาะสม จึงสามารถสังเกตการณ์การจัดระดับโมเลกุลของส่วนใดส่วนหนึ่งของเซลล์ได้ .

กล้องจุลทรรศน์สนามมืด การศึกษาการเตรียมการในทุ่งมืดดำเนินการโดยใช้คอนเดนเซอร์พิเศษ คอนเดนเซอร์สนามมืดแตกต่างจากคอนเดนเซอร์สนามสว่างทั่วไปตรงที่ยอมให้รังสีขอบเฉียงมากของแหล่งกำเนิดแสงลอดผ่านเท่านั้น เนื่องจากรังสีที่ขอบเอียงอย่างแรง พวกมันจึงไม่เข้าที่วัตถุ และขอบเขตการมองเห็นของกล้องจุลทรรศน์ก็มืด ในขณะที่วัตถุที่ส่องด้วยแสงแบบกระจายจะสว่างขึ้น

การเตรียมเซลล์มักจะมีโครงสร้างที่มีความหนาแน่นทางแสงต่างกัน เมื่อเทียบกับพื้นหลังสีเข้มทั่วไป โครงสร้างเหล่านี้มองเห็นได้ชัดเจนเนื่องจากการเรืองแสงที่แตกต่างกัน และพวกมันเรืองแสงเพราะพวกมันกระจายรังสีของแสงที่ตกลงมาบนโครงสร้างเหล่านี้ (เอฟเฟกต์ Tyndall)

สามารถสังเกตเซลล์ที่มีชีวิตได้หลากหลายในทุ่งมืด

กล้องจุลทรรศน์อัลตราไวโอเลต. สายตามนุษย์มองไม่เห็นรังสีอัลตราไวโอเลต (UV) ซึ่งเป็นสาเหตุที่การศึกษาโดยตรงของเซลล์และโครงสร้างของพวกมันในเซลล์นั้นเป็นไปไม่ได้ เพื่อศึกษาการเตรียมเซลล์ในรังสียูวี E.M. Brumberg (1939) เป็นผู้ออกแบบกล้องจุลทรรศน์อัลตราไวโอเลต MUF-1 ดั้งเดิม และปัจจุบันมีกล้องจุลทรรศน์หลายรุ่นให้เลือก วิธี EM Brumberg ขึ้นอยู่กับข้อเท็จจริงที่ว่าสารหลายชนิดที่ประกอบเป็นเซลล์มีสเปกตรัมการดูดกลืนแสง UV ที่มีลักษณะเฉพาะ

ในการศึกษาสารต่างๆ ในสิ่งมีชีวิตหรือตรึงเซลล์และเนื้อเยื่อที่ไม่เปื้อนในกล้องจุลทรรศน์ดังกล่าว การเตรียมจะถูกถ่ายภาพสามครั้ง (บนจานเดียวกัน) ในรังสีของสามโซนที่แตกต่างกันของสเปกตรัม UV

สำหรับการถ่ายภาพ เลือกความยาวคลื่น UV เพื่อให้แต่ละโซนมีแถบดูดกลืนของสารเดี่ยวที่ไม่ดูดซับรังสีในอีกสองโซนที่เหลือ ดังนั้นสารที่มองเห็นได้ในภาพถ่ายจึงแตกต่างกันในทุกภาพ

ภาพที่ได้จะถูกวางไว้ในอุปกรณ์พิเศษที่เรียกว่าโครโมสโคป ภาพถ่ายหนึ่งภาพเป็นสีน้ำเงิน ภาพที่สองเป็นสีเขียว และภาพที่สามเป็นสีแดง

ได้ภาพสีสามภาพซึ่งรวมกันเป็นภาพเดียวในโครโมสโคป และในภาพสุดท้ายของวัตถุนี้ สารต่างๆ ของเซลล์จะกลายเป็นสีต่างๆ

แต่กล้องจุลทรรศน์อัลตราไวโอเลตช่วยให้ถ่ายภาพได้ไม่เพียงเท่านั้น แต่ยังทำการสังเกตเนื้อเยื่อและเซลล์ด้วยสายตาซึ่งมีหน้าจอเรืองแสงพิเศษ

ด้วยกล้องจุลทรรศน์นี้ สามารถตรวจสอบอนุภาคที่มีขนาดเล็กกว่ากล้องจุลทรรศน์ชีวภาพทั่วไปได้เล็กน้อย เนื่องจากรังสียูวีมีความยาวคลื่นที่สั้นกว่ารังสีแสงธรรมดามาก

ดังนั้นความละเอียดของกล้องจุลทรรศน์ยูวีคือ 0.11 ไมครอน ในขณะที่ความละเอียดของกล้องจุลทรรศน์ชีวภาพที่ใช้การส่องสว่างปกติคือ 0.2-0.3 ไมครอน

การใช้กล้องจุลทรรศน์อัลตราไวโอเลตจะทำการวัดปริมาณการดูดกลืนรังสียูวีด้วยกรดนิวคลีอิกและสารอื่น ๆ ที่มีอยู่ในเซลล์นั่นคือกำหนดปริมาณของสารเหล่านี้ในเซลล์เดียว

ภาพไมโคร. ภาพขนาดเล็กของการเตรียมด้วยกล้องจุลทรรศน์ต่างๆ จะดำเนินการเพื่อให้ได้ภาพที่ขยายใหญ่ขึ้น - microphotography สะดวกในการศึกษาโครงสร้างของเซลล์และวัตถุอื่นๆ บนไมโครโฟโตกราฟี microphotographs เป็นเอกสารที่สะท้อนรายละเอียดทั้งหมดของโครงสร้างของชิ้นงานทดสอบด้วยกล้องจุลทรรศน์อย่างแม่นยำมาก

ตัวอย่างกล้องจุลทรรศน์ถูกถ่ายภาพโดยใช้อุปกรณ์ไมโครโฟโตกราฟิกพิเศษหรือกล้องแนบไมโครโฟโตกราฟี หลังนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายและเหมาะสำหรับการถ่ายภาพไมโครด้วยกล้องจุลทรรศน์ชีวภาพและกล้องจุลทรรศน์อื่น ๆ กล้องไมโครโฟโตกราฟิกคือกล้องที่ถอดเลนส์ออกและแทนที่ด้วยกล้องจุลทรรศน์

ระบบออปติคัลของกล้องจุลทรรศน์ทำหน้าที่เป็นเลนส์ของกล้องนี้ สิ่งที่แนบมาด้วยไมโครโฟโตกราฟิกมีหลายประเภท สิ่งที่แนบมากับไมโครโฟโต้ประเภท MFN-8 นั้นสะดวกมาก

นอกจากนี้ยังมีกล้องจุลทรรศน์ชีวภาพแบบพิเศษ MBI-6 พร้อมกล้องถาวร MBI-6 ช่วยให้สามารถตรวจดูการเตรียมการและการถ่ายภาพแบบธรรมดาในแสงที่ส่องผ่านและสะท้อนแสง ในพื้นที่การมองเห็นที่สว่างและมืด ด้วยเฟสคอนทราสต์และในแสงโพลาไรซ์

ไมโครฟิล์มมีบทบาทสำคัญในการศึกษากระบวนการชีวิตเซลล์ เพื่อศึกษารายละเอียดของกระบวนการที่สำคัญที่สุดที่เกิดขึ้นในเซลล์ เช่น การแบ่งตัว ฟาโกไซโทซิส กระแสไซโตพลาสซึม ฯลฯ จะใช้อุปกรณ์เหลื่อมเวลา

ด้วยความช่วยเหลือของอุปกรณ์นี้ สามารถผลิตฟิล์มแบบเร่งความเร็วได้ ซึ่งมักใช้ในกระบวนการที่ไหลเร็ว หรือถ่ายภาพเคลื่อนไหวแบบสโลว์โมชั่นของการเปลี่ยนแปลงเหล่านั้นในเซลล์ที่มีลักษณะเป็นช่วงช้า

ไมโครฟิล์มไม่ได้เป็นเพียงวิธีการที่ช่วยให้เราสามารถศึกษารายละเอียดโครงสร้างและกระบวนการต่าง ๆ ในเซลล์ที่มีชีวิตได้ แต่ยังเป็นวิธีการบันทึกกระบวนการเหล่านี้และการเปลี่ยนแปลงทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับพวกมัน