Особенности оптической микроскопии

С тех пор как Антони ван Левенгук впервые увидел таинственных «анималкулов» (бактерий) через свою простую стеклянную линзу в конце 1600-х годов, ученые захотели узнать больше о странных и удивительных вещах, которые они обнаруживали с помощью микроскопов.

Возможность рассмотреть более внимательно (то есть с более высоким увеличением и разрешением) всегда была главной целью, но у ученых в списках пожеланий есть и другие вещи. Некоторые хотят смотреть на поверхность объекта, в то время как другие хотят видеть его внутреннюю работу; некоторые хотят видеть процессы, происходящие в реальном времени в живых существах; для некоторых важна возможность маркировать определенные молекулы в образце.

Со временем были разработаны специализированные световые микроскопы, такие как конфокальный лазерный сканирующий флуоресцентный микроскоп и микроскоп с поляризованным светом. Специализированные микроскопы могут предоставлять различную информацию об образце микроскопа, чтобы ученые могли выбрать тот микроскоп, который с наибольшей вероятностью ответит на их вопросы об образце.

Какой микроскоп выбрать?

Изучите возможности различных микроскопов и узнайте, как ученые выбирают, какие из них использовать в своих исследованиях.

Что такое оптическая микроскопия?

Световые микроскопы (также известные как оптические микроскопы) являются оригинальными микроскопами. Световые микроскопы — это те, которые вы, скорее всего, найдете в классе или школьной научной лаборатории. Они используют видимый (белый) свет для освещения (освещения) объекта, на который смотрят, и фокусируют свет с помощью одной или нескольких стеклянных линз. В классе распространены два типа световых микроскопов: стереомикроскоп (который смотрит на поверхность образца) и составной микроскоп (который смотрит на тонкое поперечное сечение).

Эмбрион медоносной пчелы

Овариола пчелиной матки на конфокальном микроскопе. Этот тип изображения помогает ученым понять, как работает яичник у пчелы и как он реагирует на сигналы окружающей среды, которые подавляют или активируют его. Красное окрашивание — это ДНК. Зеленый — это пятно кортикального актина, которым в большинстве случаев отмечаются границы клеток. Секция с заметными ядрами, окрашенными в красный цвет, представляет собой кластер питающих клеток. Эти клетки производят РНК и белок и транспортируют их в соседние клетки.

Максимальное разрешение оптических микроскопов довольно лимитировано в сравнении с электронными вариантами — они могут увеличивать максимально до 2000 раз. Преимущество световых микроскопов заключается в том, что объекты можно изучать без предварительной подготовки. Это делает их крайне удобными для наблюдения за такими элементами, как части цветов, насекомые, дождевые черви и эпителий человека.

Так, оптические микроскопы Olympus способны обеспечить великолепное качество изображения.  Выбрать подходящий микроском можно в каталоге компании «Интерген», которая занимается поставкой оборудования для лабораторий (клиник) ЭКО. Основные направления деятельности компании — поставка микроскопов Olympus, инкубаторов CO2, криохранилищ, центрифуг, шейкеров, оборудования для ЭКО.

Подготовка биологических образцов

Биологические образцы для оптического микроскопа часто необходимо каким-то образом «окрашивать», чтобы пользователям было легче понять изучаемый объект. Это важно, так как в подобных образцах зачастую отсутствует контраст, затрудняя исследование частей образца.

Пятна взаимодействуют с определенной частью образца, окрашивая его в цвет, отличный от окружающего. Например, йод часто используется для окрашивания растительных клеток, потому что он окрашивает крахмал, хранящийся в клетках, в синий цвет, а другие структуры — в бледно-коричневый. Другие распространенные красители включают H&E (гематоксилин и эозин), которые окрашивают ядро    клетки в фиолетовый цвет, а другие компоненты ткани — в розовый. В флуоресцентной микроскопии флуоресцентные красители используются для выделения определенных частей клетки или ткани.

Биологические пятна

Ученые используют красители для окрашивания образцов биологической ткани перед их просмотром в световой микроскоп. Пятна выделяют определенные компоненты образца и облегчают его интерпретацию. Здесь в образце ткани головного мозга человека используется окраска H&E, чтобы выделить ядра клеток (фиолетовый).

Окрашивание можно использовать на живом или неживом биологическом материале. Некоторые пятна требуют предварительной обработки образца, и в этом случае ткань перестает быть живой. Другие красители используются на живых тканях, что важно для наблюдения за биологическими процессами под микроскопом.

Специализированные формы оптической микроскопии

Были разработаны специализированные типы оптических микроскопов, которые помогают исследовать различные аспекты образца.

Конфокальная лазерная сканирующая флуоресцентная микроскопия (или для краткости «конфокальная») позволяет рассматривать различные поперечные сечения толстого образца, фактически не разрезая образец. Это особенно полезно для наблюдения за биологическими процессами в живых тканях, поскольку оно может продолжать функционировать на протяжении всего эксперимента под микроскопом. Движение митохондрий вокруг клеток, митоз и изменение длины первичных ресничек — все это процессы, хорошо подходящие для наблюдения на конфокальном снимке.