Электронная микроскопия

В 1932 г. был изобретен электронный микроскоп, в котором вместо световых лучей используется поток электронов, излу­чаемый особым источником – так называемой электронной пуш­кой. Оптические линзы в этом микроскопе заменены электро­магнитными.

В электронном микроскопе имеются следующие электромаг­нитные линзы: конденсорная, объективная и проекционная. Ис­следуемый объект, помещенный на пути электронов, отражается на люминесцирующем экране, воспринимающем поток электронов в виде густой тени, соответствующей контурам объекта (см. рис. 9).

Препараты из исследуемых микробов готовят на тончайших коллоидных пленках и помещают в приемную камеру микроскопа. Конечную картину наблюдают на люминесцирующем экране. В электронном микроскопе можно рассматривать объекты, размеры которых в 50-100 раз меньше видимых в световом микро­скопе (вирусы, ультраструктура клеточных форм микроорганизмов).

Возможности оптических микроскопов ограничиваются не числом линз, а слишком большой длиной волны видимого света (600 нм). Объекты, диаметр которых меньше этой величины, или линии, разделенные расстоянием менее 200 нм, находятся за пределами разрешающей способности светового микроскопа. При­менение вместо световых волн потока движущихся электронов позволило создать электронный микроскоп. Электронный поток вызывает свечение флуоресцирующего экрана. Если же на пути электронов поместить какой-либо объект, то в зависимости от его плотности электроны будут больше или меньше задержи­ваться, а соответствующие места на экране или фотопластинке окажутся более или менее затемненными. Этот простой принцип в современном электронном микроскопе дополнен принципом от­клонения электронных лучей в магнитном поле подобно тому, как световые лучи отклоняются стеклянными линзами.

Источником электронного потока служит катодная лампа с вольфрамовой нитью, которая разогревается до 2500°С. Освобо­ждающиеся при этом электроны летят в вакууме с большей или меньшей быстротой по направлению к аноду. В этом движении быстроту определяет напряжение, существующее между анодом и катодом. Чем больше напряжение, тем выше разрешающая способ­ность электронного микроскопа. Анод имеет в центре отвер­стие, через которое электроны летят в направлении к конден­сору. Возле катода расположен отрицательно заряженный ци­линдр, как бы сужающий пучок электронов, которые, будучи от­рицательно заряжены, отталкиваются от стенок цилиндра в се­редину.

Все это устройство в микроскопах большинства систем рас­положено наверху, и пучок электронов направляется вниз. Объ­ект исследования находится на их пути и отклоняет электрон­ный луч тем сильнее, чем толще и плотнее его структура. При напряжении около 200 000 В, если препарат тонкий, можно об­наружить самые нежные структуры, получить увеличение до 200000 раз и увидеть объекты размером 0,002 мкм.

Путь электронного пучка от объекта до фотографической пластинки лежит вне электрических или магнитных полей, ко­торые, подобно линзам в световом микроскопе, концентрируют и направляют электронные лучи. Наконец, после ряда увеличений, которое претерпевает изображение объекта, оно воспринимается на фотографической пластинке. Все виды фотопластинок чувст­вительны к электронному лучу. По пути прохождения электрон­ного пучка он дважды может быть перехвачен и отброшен на по­верхность экрана-пластинки, покрытой сульфидом цинка, где изображение объекта можно увидеть невооруженным глазом.

В некоторых системах электронных микроскопов имеются до­полнительные приспособления для стереоскопической микроско­пии, для наблюдения в темном поле зрения. Различные системы дают разное увеличение – от 1000 до 500000 раз. Установки эти пока еще сложны и требуют квалифицированного обслуживания (рис. 10-12).

Тема: Методы приготовления и окраски препаратов

Цель: Ознакомиться с принципами и методами изучения морфологии микроорганизмов; освоить технику микроскопического исследования и окраски микроорганиз­мов.