Главная » Операции, процедуры, тесты, Полный перечень статей » Инструменты клеточной биологии: микроскопы


    

Как и во всех экспериментальных науках, исследования в области клеточной биологии зависят от лабораторных методов, которые могут быть использованы для изучения структуры и функций клеток. Многие важные успехи в понимании клеток следовали непосредственно за развитием новых методов, которые открывали новые направления исследований. Таким образом, оценка экспериментальных инструментов, доступных для биолога, имеет решающее значение для понимания текущего состояния и перспективных направлений этой быстро движущейся области науки.

Световые микроскопы

Поскольку большинство клеток слишком малы, чтобы их можно было рассмотреть невооруженным глазом, исследование клеток в значительной степени зависит от использования микроскопов (детальнее о характеристиках, особенностях и ценах смотрите на странице https://medlan.pro). Действительно, само открытие клеток возникло из развития микроскопа. Таким образом, клетка достигла своего нынешнего признания в качестве основной единицы всех живых организмов благодаря наблюдениям, сделанным с помощью светового микроскопа.

Световой микроскоп остается основным инструментом клеточных биологов. Современные световые микроскопы способны увеличивать объекты в несколько тысяч раз. И так как большинство клеток в диаметре от 1 до 100 мкм, их можно наблюдать с помощью обычной световой микроскопии, а с помощью «продвинутых» световых микроскопов можно даже наблюдать за некоторыми из крупных субклеточных органелл: ядра, хлоропласты и митохондрии. Однако световой микроскоп не является достаточно мощным, чтобы выявить мелкие детали клеточной структуры. Изображения можно увеличивать сколько угодно (например, с помощью проекции на большой экран), но такое увеличение не приводит к увеличению уровня детализации. В таких случаях на помощь биологам приходят электронные микроскопы.

Электронные микроскопы


Из-за ограниченного разрешения светового микроскопа, анализ деталей клеточной структуры потребовал использования более мощной микроскопической техники, а именно электронной микроскопии, которая была разработана в 1930-х годах и впервые применена для биологических образцов Альбером Клодом, Китом Портером и Джорджем Паладом в 1940-х и 1950-х годах. Электронный микроскоп может достичь гораздо более высокого разрешения, чем световой, так как длина волны электронов меньше, чем длина волны света. Длина волны электронов в электронном микроскопе может быть 0,004 нм, что примерно в 100 000 раз короче, чем длина волны видимого света. Теоретически, эта длина волны может дать разрешение в 0,002 нм, но такое разрешение не может быть получено на практике, так как разрешение определяется не только длиной волны, но и числовой апертурой линзы микроскопа.

Есть два типа электронной микроскопии – просвечивающая и сканирующая. В принципе, просвечивающая электронная микроскопия похожа на технику микроскопии светлого поля. Образцы фиксируются и окрашиваются солями тяжелых металлов. Пучок электронов проходит через образец в одном направлении на люминесцентный экран, а те электроны, которые будут сталкиваться с ионами тяжелых металлом, будут отклоняться, поэтому окрашенные участки образца будут выглядеть темными.

Второй тип электронной микроскопии – сканирующая электронная микроскопия. Этот тип используется для создания трехмерного изображения клеток. При сканирующей электронной микроскопии электронный пучок не проходит через образец. Вместо этого поверхность клетки покрывается тяжелым металлом, а пучки электронов проходят поперек образца. Электроны будут отталкиваться от поверхности образца и собираться по всей камере, а специальные датчики будут передавать информацию для ее последующей интерпритации. Так как разрешение сканирующего электронного микроскопа составляет лишь около 10 нм, его использование, как правило, ограничивается изучением целых клеток, а не субклеточных органелл или макромолекул.

Ещё новости:

  1. Схема микроскопа и функции
  2. Типы микроскопов
  3. Микроскопия
  4. Что такое светодиоды и как они работают?
  5. Пандемия гриппа – профилактика