Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Приборы, системы и комплексы медико-биологического назначения. Часть 3. Лабораторное оборудование для биологии и медицины. Учебное пособие для студент.pdf
Электронные микроскопы
По областям
применения
По классу
сложности
По виду
микроскопии
По направлению светового потока
По характеру изображения
Продолжение табл. 6.1
ронной микроскопии, реализуемые, как правило, с помощью приставок к трансмиссионным и растровым
электронным микроскопам.
В электронных микроскопах используется не стеклянная, а магнитная оптика. Магниты по длине всего потока электронов фокусируют поток на объект.
Электронные микроскопы обычно поставляют представительства компаний-производителей, а не торговые
компании. Э
лектронные микроскопы – это сложные
приборы, требующие постоянной поддержки пользователя в течение всего времени работы микроскопа. Цена
микроскопа составляет сотни тысяч долларов
Классификация современных световых микроскопов
• Технические
• Биологические
• Хирургические
• Учебные
• Рабочие
• Лабораторные (лаборатории в учебных учреждениях)
• Исследовательские
• Проходящего света.
Свет проходит через объект. Если объект пропускает
свет, то свет проходит сквозь объект и выходит в окуляры
• Отражённого света: на объект падает свет, но объект
его отражает. Отражённый свет выходит на окуляры
• Поляризационные
• Люминисцентные
• Фазового контраста
• Прямые
• Инвертированные
• Двухмерного плоского изображения
• Трёхмерного объёмного изображения (на стерео-
микроскопах)
31
В таблице 6.2 представлены изображения некоторых микроскопов.
Цифровой микроскоп
Самого микроскопа нет, а слайд попадает напрямую
в системный блок. Изучаются плоские слайды (препарат находится на стекле)
Прямой микроскоп
Источник света находится внизу. Свет проходит через конденсор на столик и затем попадает в объектив. Из объектива свет попадает в окуляры
Инвертированный микроскоп
Источник света находится вверху. Свет падает на
объект, затем выходит на конденсор и попадает в
окуляры
Поляризационный микроскоп
Работает с поляризованным светом
Таблица 6.2
Стереомикроскоп
Цифровая камера для системного документирования в микроскопии
Специализированная камера позволяет фиксировать
изображение и превращать его в цифровой вид
32
р
Цифровой микроскоп
Изучаются чашки Петри. В чашках Петри изучают не
отдельные срезы, а культуру клеток
Промышленный микроскоп
Примеры микроскопов Nikon представлены в табл. 6.3.
Примеры микроскопов Nikon
Прямые микроскопы проходящего
света
Продолжение табл. 6.2
Таблица 6.3
Имеется источник света – лампа. Система линз фокусирует световой поток
на объект. Через конденсор световой
поток попадет на объект. Изображение
через систему зеркал попадает на объектив и выходит на окуляры
Инвертированные микроскопы проходящего света
Свет сквозь плашку падает на конденсор. Имеется разделение светового
потока: свет падает на цифровую камеру для документи
ования изображений
и через систему зеркал подаётся на
окуляры
33
р
Флуоресцентные микроскопы
К обычному микроскопу в качестве опции добавляется флуоресцентный блок.
Флуоресцентный блок может быть в комплекте как с инвертированным микроскопом проходящего света, так и с прямым
микроскопом проходящего света.
Дополнительный источник света – ртутная лампа. Имеется флуоресцентный
фильтр. Световой поток проходит через
фильтр и направляется в объектив. Св
заряжается определённым светом и начинает самостоятельно светить. Свет от
препарата проходит сквозь фильтр и
попадает на камеру или в окуляры (регистрирующее устройство).
Нижняя часть микроскопа при флуоресценции не используется
Стереомикроскопы
Линза обычного микроскопа занимает
весь диаметр объектива.
В стереомикроскопе имеется два объектива, а не один. Это аналог человеческий глаз
Поляризационные микроскопы
Как известно, свет – это электромагнитное поле с вектором напряжённости. Вектор напряжённости в электромагнитной волне расположен случайным образом.
изатор поляризует свет только в
Поля
одном направлении напряжённости.
Поляризованный свет позволяет наблюдать исключительные явления. Но невозможно получить чёткое изображение.
Специалист может получить лишь блики, которые характеризуют препарат.
Поляризационный свет оптимален для
изучения металлов
Продолжение табл. 6.3
ет
34
7. ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И КОНТРАСТИРОВАНИЯ
Примеры методов исследования и контрастирования приведены в
табл. 7.1.
Таблица 7.1
Светлое поле
Используется для изучения окрашенных препаратов (рис. 1).
Наблюдаемая структура (ядра, вещества внутри ядра, хромосомы и
пр.) внутри организма красится
химически.
Обычно светлое поле присутствует
Рис. 1
у любых микроскопов.
Кроме изучения окрашенных препаратов светлое поле позволяет
изучать препараты при различном
разрешении (однократное, двукратное, двадцатикратное и сорокакратное и др
рис. 2)
угие увеличения,
Рис. 2
Иммерсия
Иммерсия применяется в случаях,
когда требуется повысить разрешающую способность микроскопа:
• повышение видимости за счёт
увеличения разности показателя
преломления объекта и среды
• увеличение глубины просмат-
риваемого слоя, которое зависит от
показателя преломления среды
• уменьшается количество рассе-
янного света за счёт исчезновения
бликов от объекта, при этом устраняются неизбежные по
тери света
при его попадании в объектив.
Пояснения к рис. 3.
Предметное стекло – стекло, на
которое наносится препарат для
наблюдения.
Рис. 3
35
Продолжение табл. 7.1
Покровное стекло – стекло, которым для фиксации накрывается
препарат.
Свет, не меняя изотонкости препарата, проходит под тем же углом
через покровное стекло. На выходе
происходит преломление света.
Световой поток, преломляясь, минует объектив. Специалист не видит изображение предметного
стекла.
Для того чтобы преломлённый
световой поток попадал в окуляры,
между объ
ективом и покровным
стеклом наносятся специальные
растворы (обычно это органические мази). Эти растворы имеют
примерно тот же коэффициент
преломления, как и у стекла. Свет
попадает в объектив без потери
освещённости
Тёмное поле
Методика основана на способности объектов сильно рассеивать
свет.
Такая методика чаще всего используется, когда объектив находится близко к препарату на 60-,
80- или 100-кратных объективах.
Виды иммерсии:
дная
• Во
• Масляная.
Кедровое масло (nD
20 = 1,515).
Синтетическое иммерсионное
масло (nD
20 = 1,518). В настоя-
щее время используется чаще
всего.
Вазелиновое масло (nD
20 = 1,481)
• Глицериновая
• Монобромнафталиновая
Объект освещается косыми боковыми лучами и в объектив микроскопа попадают только лучи, рассеянные частицами, находящимися
в препарате.
Объект выглядит ярко светящимся
на темном фоне.
Могут быть обнаружены мельчайшие объекты, размеры которых
лежат за пределами разрешающей
способности микроскопа.
36
Позволяет увидеть только контуры объекта, но не его структуру.
Используется, когда необходимо
не посмотреть состав этого объекта, а наличие объекта
Фазовый контраст
Используется для исследования
неокрашенных объектов, отличающихся от окружающей среды только по показателю преломления.
Фазово-контрастное устройство
состоит из:
• набора объективов со специ-
альными фазовыми пластинками;
• конденсора с поворачиваю-
щимся диском (с кольцевыми диафрагмами, соответствующими фазовым пластинкам в объективе)
Интерференционная микроскопия
Диффракционно-интерференционный контраст.
Применяется для исследования
неокрашенных объектов. Это исследовательский метод контрастирования (не рутинный).
Благодаря интерференционным
эффектам вокруг прозрачного
предмета возникает иллюзорный
ореол и создаётся рельефное изображение прозрачного объекта
Исследования в поляризованном
свете
Визуализация объекта или его элементов в поляризованном свете в
результате изменения направления
поляризации и проявления анизотропных свойств объекта.
Особенности микроскопа:
Поляризатор – в осветительной
части.
Анализатор – между объективом и
окуляром.
На рис. 4. отражённый поляризованный свет и проходящий поляризованный свет
Продолжение табл. 7.1
• вспомогательного микроскопа
для настройки.
Требуемые аксессуары устанавливаются специально в микроскоп. Позволяет наблюдать контуры объектов
Рис. 4
37
Продолжение табл. 7.1
Флуоресценция
Флуоресцентная (люминесцентная) микроскопия основана на способности некоторых веществ светиться под воздействием УФ или синего
света.
Объекты, помеченные химическим способом, возбуждаются при попадании флуоресцентного света ртутной лампы на них. Объекты поглощают свет, а излучают свет другой длины волны. Флуоресцентным
светом светится только эти помеченные объекты, а не весь срез. Таки
образом, специалист наблюдает только то, что он хочет.
Метод исследования в свете люминесценции (люминесцентная микроскопия, или флуоресцентная микроскопия) заключается в наблюдении
под микроскопом зелёно-оранжевого свечения микрообъектов, которое
возникает при их освещении сине-фиолетовым светом или не видимыми глазом ультрафиолетовыми лучами. При этом методе в оптическую
схему микрос
копа вводятся два светофильтра. Первый из них помещают перед конденсором; он пропускает от источника-осветителя излучение только тех длин волн, которые возбуждают люминесценцию либо самого объекта (собственная люминесценция), либо специальных
красителей, введённых в препарат и поглощённых его частицами (вторичная люминесценция). Второй светофильтр, установленный после
объектива, пропускает к глазу наблюдат
еля (или на фоточувствительный слой) только свет люминесценции. В люминесцентной микроскопии используют как освещение препаратов сверху (через объектив,
который в этом случае служит и конденсором), так и снизу, через
обычный конденсор. Наблюдение при освещении сверху иногда называют «люминесцентной микроскопией в отражённом свете» (этот термин условен – во
збуждение свечения препарата не является простым
отражением света).
Особенности флуоресцентного микроскопа:
• мощный источник света (ртутно-кварцевая или галогеновая кварце-
вая лампа), излучающий преимущественно в коротковолновой (УФ,
синей) части спектра.
Система светофильтров:
• светоделительная пластина
• возбуждающие
• запирающие
• теплозащитные
м
38
Окончание табл. 7.1
Преимущества флуоресценции:
• цветное сечение (специалист наблюдает только то, что он хочет.
Объекты можно красить в разные цвета)
• высокая степень контрастности светящихся объектов на тёмном
фоне
• возможность исследования как прозрачных, так и непрозрачных
живых объектов
• возможность исследования различных жизненных процессов в ди-
намике развития (химически пометив движущиеся объекты, можно
наблюдать их на тёмном фоне)
• воз
можность обнаружения и установления локализации отдельных
микробов и вирусов.
Методы флуоресценции:
• флуорохромирование. Флурохромы: акридин оранжевый, приму-
лин, родамин, ФИТЦ
• использование флуоресцентных антител
8. ПРИМЕНЕНИЕ СОВРЕМЕННЫХ
СВЕТОВЫХ МИКРОСКОПОВ
В БИОЛОГИИ И МЕДИЦИНЕ
Сфера применения световых микроскопов:
• Гематология – изучение клеток крови.
• Исследования биологических жидкостей и мазков (мочи и кала,
содержимого мокроты, цереброспинальной жидкости, семенной жидкости, эпителия влагалища).
• Бактериологические исследования.
• Оценка иммунного статуса.
• Диагностика вирусных исследований.
• Диагностика паразитарных заболеваний.
• Диагностика микозов.
• Цитологические, цитогенетические и гистологические исследования.
• Вспо
могательные репродуктивные технологии.
39
9. ЛАБОРАТОРНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
ДЛЯ КЛИНИЧЕСКОЙ ЛАБОРАТОРНОЙ ДИАГНОСТИКИ.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И НАПРАВЛЕНИЯ
КЛИНИКО-ДИАГНОСТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Врач после осмотра пациента на приёме прибегает к различным ме-
тодам исследования.
Методы исследования бывают следующие:
• органолептический (аускультация, перкуссия, осмотр кожи и сли-
зистых);
• инструментальный (ЭКГ, УЗИ, ЭЭГ, рентген и т.д.);
• морфологический – биопсия (цитология, гистология);
• патологоанатомический (гистологическое изучение тканей после
смерти);
• клинико-биохимический (общий анализ крови, го
рмоны, фермен-
ты, субстраты, электролиты и т.д.).
После осмотра врач, согласно предварительному диагнозу, направля-
ет пациента в определённую лабораторию.
Направления клинико-диагностических исследований:
1. Гематологическая лаборатория.
2. Биохимическая лаборатория.
3. Лаборатория иммуноферментного анализа.
4. Общеклинические исследования.
5. Лаборатория ПЦР.
6. Бактериологическая лаборатория.
10. ПРИНЦИП РАБОТЫ ГЕМАТОЛОГИЧЕСКОЙ ЛАБОРАТОРИИ
Анализатор гематологический – прибор (комплекс оборудования),
предназначенный для проведения количественных и качественных исследований крови в клинико-диагностических лабораториях (табл. 10.1).
Таблица 10.1
Гематологические анализаторы
Полуавтоматические
Автоматические
Позволяют проводить исследование крови, предварительно разводя кровь реагентом
Врач-лаборант подносит пробирки с кровью к пробоотборнику. Пробоотборник забирает необходимый
объём крови. Дальнейшие измерения, выдача результатов производится прибором автоматически.
Автоматические гематологические анализаторы более популярны на рынке в настоящее время
40