Занятие №1. Методы клеточной биологии.

I. Световая микроскопия.

1. Световой микроскоп.

Микроскоп (от лат. micros — малый и scopein — рассматривать, наблюдать) — прибор, позволяющий получать увеличенное изображение объектов и структур, недоступных глазу человека. Изобретение микроскопа обусловлено скачком в развитии оптики в XVI-XVII вв. Некоторые оптические свойства изогнутых поверхностей были известны еще Евклиду (300 лет до н.э.) и Птоломею (127-151 гг.), однако их увеличительная способность не нашла практического применения. В связи с чем, первые очки были изобретены Сальвинио дели Арлеати в Италии только в 1285г. В XVI веке Леонардо да Винчи и Мауролико показали, что малые объекты лучше изучать с помощью лупы. Тогда же в Нидерландах потомственные оптики Захарий и Ханс Янсены (1590г.) смонтировали две выпуклые линзы внутри одной трубки, т. е. фактически создав первый микроскоп и заложив основы для создания сложных микроскопов.

Простые микроскопы появились в XVII в. Больших успехов в их изготовлении добился голландский ученый А. Левенгук. 1683 год можно считать годом рождения науки о микроорганизмах - микробиологии. В этот год в голландском городе Делфте Антони ван Левенгук впервые увидел бактерии, о чем сообщил письмом в самое авторитетное научное учреждение того времени - Лондонское королевское общество.

В 1609—1610 гг. сложный микроскоп был построен Г. Галилеем (1564—1642). В 1846г. немецкий механик Карл Цейсе (1816—1888) открыл мастерскую и через год приступил к изготовлению микроскопов. Карл Цейсе успешно использовал в деятельности своей фирмы ZEISS открытия профессора физики Эрнста Аббе, который впоследствии становится его полноправным компаньоном. Теоретические и практические работы Эрнста Аббе (1840—1905), Отто Шотта (1851 — 1935) и Августа Келера (1866—1948) определили направление развития и принципы построения оптических систем современных микроскопов.

1. Строение светового микроскопа.

Современный микроскоп состоит из следующих конструктивно-технологических частей: оптической, механической и осветительной.

1. Механическая часть микроскопа.

Основным конструктивно-механическим блоком микроскопа является штатив. Штатив включает в себя следующие основные блоки: основание и тубусодержатель. Основание представляет собой блок, на котором крепится весь микроскоп. В простых микроскопах на основание устанавливают осветительные зеркала или накладные осветители. В более сложных моделях осветительная система встроена в основание без или с блоком питания. Тубусодержатель представляет собой блок, на котором закрепляются следующие части.

1. Узел смены объективов, имеющий следующие варианты исполнения — револьверное устройство, резьбовое устройство для ввинчивания объектива, «салазки» для безрезьбового крепления объективов с помощью специальных направляющих. Револьверное устройство обеспечивает точную установку микрообъективов в совмещенном оптическом тракте между осветительной и наблюдательной системами микроскопа. Смена объективов производится вращением рифленого кольца револьверного устройства до фиксированного положения.

2. Фокусировочный механизм грубой и точной настройки микроскопа на резкость — механизм фокусировочного перемещения объективов или столиков. Фокусировочный механизм является одним из важнейших узлов современного микроскопа. От качества его исполнения зависит точность и воспроизводимость фокусировки микроскопа на объект. Механизм расположен в штативе микроскопа и обеспечивает вертикальное перемещение предметного столика, который закреплен винтом в специальном кронштейне. Рукоятки расположены на одной оси и выведены с обеих сторон корпуса тубусодержателя. Грубое перемещение кронштейна с предметным столиком осуществляется рукоятками большего диаметра, точное перемещение – рукоятками меньшего диаметра. Общая величина грубой фокусировки составляет не менее 30 мм. Общая величина точной фокусировки - не менее 2.5 мм.

3. Узел крепления сменных предметных столиков. Предметный столик предназначен для крепления или фиксации в определенном положении объекта наблюдения. Столики бывают неподвижные, координатные и вращающиеся (центрируемые и нецентрируемые).

4. Узел крепления, а также фокусировочного и центрировочного перемещения конденсора. Конденсорное устройство устанавливается в специальный кронштейн и в фиксированное положение и закрепляется стопорным винтом. В конструкции кронштейна предусмотрены специальные юстировочные винты, предназначенные для перемещения конденсорного устройства в плоскости, перпендикулярной оптической оси микроскопа, при его центрировке. В конструкции микроскопа предусмотрен механизм перемещения конденсора вдоль оптической оси прибора для обеспечения оптимальной фокусировки осветительных лучей. К кронштейну конденсорного устройства снизу закреплена винтом специальная откидная оправа, предназначенная для установки сменных светофильтров.

5. Узел крепления сменных насадок (визуальных, фотографических, телевизионных, различных передающих устройств). Так, например, бинокулярная насадка, служащая для организации визуального наблюдения на микроскопе, устанавливается в гнездо насадок тубусодержателя и закрепляется специальным винтом. Посредством разворота окулярных трубок относительно оси шарнира имеется возможность установки требуемого расстояние между осями окулярных трубок от 56 до 72 мм в соответствии с глазной базой конкретного исследователя. Левая окулярная трубка может быть снабжена механизмом перемещения окуляров в пределах ± 5 дптр. для компенсации ошибки глаза исследователя.