Мобильная лаборатория естествоиспытателя

ЛАБОРАТОРИЯ МИКРОСКОПИРОВАНИЯ

1. Приготовление микропрепаратов

Далеко не всё, что есть под рукой, имеет смысл класть на предметный столик и пытаться рассмотреть в окуляр микроскопа. Например, непрозрачные объекты (палец, монета) рассмотреть совсем не удастся, да и для рассматривания вполне достаточно сильной лупы.

Обычно для микроскопирования используют специально приготовленные микропрепараты. При приготовлении микропрепарата берется предметное стекло (размер 25 × 75 мм), на которое помещается рассматриваемый объект; обычно для лучшей сохранности и удобства использования объект накрывается сверху тонким покровным стеклом (размер 18 × 18 мм).

По способу приготовления и времени хранения различают:

  • постоянные препараты – объект помещен в прозрачную твердеющую среду (обычно канадский бальзам) и накрыт покровным стеклом; такие препараты могут храниться годами и десятилетиями, однако их приготовление весьма трудоемко (объект должен быть тщательно подготовлен: обезвожен, окрашен и др.);
  • временные препараты – объект помещен в жидкую среду (вода, физиологический раствор, глицерин-желатин и др.), такие препараты годны для использования в течение нескольких часов, однако с ними можно проводить опыты (например, заменять воду солевым раствором определенной концентрации, добавлять краситель и др.).

Постоянный препарат

В таблице представлены типы препаратов в зависимости от характера исследуемого объекта.

№

Тип

Описание

Постоянный/ временный

Пример

1

Тотальный препарат

Целый организм или его небольшие части (конечности, ротовой аппарат). Обычно требуют обработки (осветления)

Постоянный, временный

2

Срез

Объект заливается в пластичный материал (парафин, акрил) и после его затвердевания разрезается на тонкие пластины с помощью микротома (приспособления для получения тонких срезов)

Обычно постоянный

3

Мазок

Токослойный препарат без покровного стекла (обычно препарат крови): капля с помощью полированного стекла размазывается по поверхности предметного стекла тонким слоем, высушивается

Временный, реже постоянный

4

Шлиф

Тонкая (толщина 0,03-0,02 мм) пластинка горной породы или другого твердого образца (кости, окаменелости), приклеенная к покровному стеклу

Постоянный

В некоторых случаях временный препарат можно рассматривать непосредственно, не накрывая покровным стеклом. Такой препарат будет практически невозможно рассмотреть резко сразу весь – какая-то часть его будет в фокусе, а остальное – нет. Но если рассматривать такой препарат с малым увеличением микроскопа, можно рассмотреть некоторые интересные объекты.

Микропрепарат клеток мякоти арбуза (без покровного стекла)

Так же в виде открытых временных препаратов можно вырастить кристаллы разных солей (ацетилсалициловой кислоты, или аспирина; медного купороса, или сульфата меди; красной кровяной соли, или гексацианоферрата калия). На предварительно очищенное от пыли и отпечатков пальцев наносится несколько капель водного или спиртового раствора соли (для лучшего качества кристаллов раствор предварительно лучше профильтровать, так как это позволит уменьшить количество точек кристаллизации и получить более крупные и аккуратные кристаллы). Каплям дают высохнуть (можно провести эксперимент с одним из стекол, нагрев его, с целью ускорения выпаривания, а другому дать растворителю испариться, а кристаллам – выпасть самостоятельно). Также можно рассматривать полуготовый микропрепарат на этапе процесса кристаллизации: можно увидеть, как кристалл увеличивается прямо на глазах или как вокруг зародыша твердого вещества возникает течение жидкости из-за разницы концентраций ионов.

Простой и эффектный способ изготовления микропрепаратов без срезов, позволяющий рассмотреть рельеф поверхности изучаемого объекта (например, листа растения, покровов тела насекомого) – метод реплик. При этом берется объект (например, лист растения), и на него наносится тонкий слой прозрачного лака для ногтей (достаточно небольшого пятна 5 × 10 мм). После того, как лак высохнет (примерно через 5-7 минут), к лаковому пятну приклеивается кусок липкой ленты; так реплика отделяется, после чего ее кладут на предметное стекло и рассматривают под микроскопом. 

Реплика поверхности листа, видны устьичные клетки и жилка
(микроскоп Микромед С-13, малое увеличение).

1.1. Приготовление временного препарата

Техника приготовления временного препарата хорошо известна по школьным опытам с кожицей лука. Кладем предметное стекло на стол (препараты всегда держат за боковые грани предметного стекла). В центр стекла помещаем 1-2 капли воды и объект исследования Берем покровное стекло за боковые грани и осторожно накрываем им сверху каплю с объектом. Правильнее упереть покровное  стекло одной из граней в предметное и медленно уменьшать угол между стеклами так, чтобы накрыть каплю с объектом. Это уменьшает возможность появления пузырьков воздуха.

Накрывание объекта покровным стеклом

1.2. Приготовление мазка крови

Мазки крови для исследования крови готовят следующим образом.

Шаг

Описание

Фотография

1

Поместите небольшую каплю крови на лежащее на горизонтальной поверхности предметное стекло, с помощью стеклянной капиллярной пипетки (или непосредственно из места укола пальца перенесите выступившую каплю крови на конец стерильного предметного стекла, стараясь не касаться стекла проколотым участком кожи).

2

Чистое шлифованное стекло помещается коротким ребром под углом 45° к предметному стеклу у края капли. Ждем, пока кровь расплывется под ребром стекла.

3

Как только кровь растеклась по ребру, быстрым движением от капли проводим по предметному стеклу. Не следует сильно нажимать на стекло, так как при этом могут разрушиться форменные элементы крови.

4

После приготовления мазок быстро сушат на воздухе до исчезновения влажного блеска, подержав его над абажуром лампы или помахав им в воздухе. Хорошо сделанный мазок тонок, имеет желтоватый цвет и оканчивается «метелочкой». Густо-розовые и красноватые мазки непригодны, так как они слишком толстые и клеточные элементы различить будет сложно.

Изображения и описание с сайта microtome.info/documents/micropreparaty.html.

2. Некоторые особенности микроскопирования

Использование микроскопов на малом и большом увеличении достаточно хорошо известно по школьным опытам и не требует особо сложных навыков.

2.1. Имерсионный объектив

Если в ващем распоряжении имеется микроскоп с иммерсионным объективом (он маркируется 100× МИ и черным кольцом, и имеет подвижную часть объектива, обращаемую к микропрепарату), то у вас есть возможность рассмотреть объекты с большим увеличением (однако для этого имеет смысл использовать мазки).

Порядок работы с объективом масляной иммерсии следующий.

  1. Выведите из хода лучей сухой объектив (поверните барабан объективов так, чтобы ни один объектив не был обращен к препарату).
  2. На препарат нанесите одну каплю иммерсионного (кедрового) масла; желательно иммерсионным маслом также немного смазать линзу этого объектива.
  3. Повернув барабан объективов, введите иммерсионный объектив в ход лучей (до щелчка фиксации).
  4. Опустите объектив до соприкосновения с каплей иммерсионного масла, затем, наблюдая в микроскоп, с помощью винтов грубой и точной фокусировки, произведите настройку на резкость.

При работе с иммерсионным объективом потребуется максимальная освещенность. После окончания исследования иммерсионный объектив нужно протереть мягкой оптической тряпочкой или батистовой, слегка смоченной специальной жидкостью для чистки оптики. Важно: любые другие виды объективов протирать нельзя!

Применение вместо кедрового масла других масляных жидкостей не рекомендуется, т. к., если показатель преломления используемой иммерсии (например, вазелинового масла с показателем 1,48162) отличается от показателя преломления кедрового масла (показатель 1,515), возможно снижение контраста, нечеткость изображения, уменьшение разрешающей способности.

2.2. Фотографии в косом освещении и темном поле

Для объемных препаратов (тотальные препараты насекомых, водорослей и др.) интересно использовать освещение, отличное от обычного просвечивающего. Для регулировки освещения в микроскопах используется конденсор – поворотное устройство с отверстиями разного диаметра и расположения. Используя специальные варианты конденсора, можно изменить характер освещения препарата, подчеркнув объем рассматриваемого объекта.

В таблице сравнивается работа с освещением разных типов.

№

Тип освещения

Способ создания

Вид зрачка объектива с вынутым окуляром

Пример

1

Обычное (просвечи-вающее)

Свет проходит через поле зрения равномерно.

2

Косое

Свет проходит через препарат под углом, так как конденсор закрывает часть отверстия. Этого эффекта можно добиться притеняя рукой или другой преградой  часть светового потока перед зеркалом микроскопа

3

Темное поле

Специальный конденсор закрывает центральную часть поля зрения, так что свет проходит с краев. При определенной тренировке такого эффекта также можно добиться, частично притеняя часть светового потока перед зеркалом микроскопа

3. Съемка

Фотографирование настроенного на резкость микропрепарата с помощью камеры планшета особых трудностей не представляет, так как мы непосредственно контролируем то, что именно будем снимать. Настройки камеры планшета также зависят от типа устройства, которое вы используете; так как камера планшета обычно имеет достаточно большую глубину резкости, даже при настройках камеры по умолчанию можно получить вполне качественное изображение.

Планшетный компьютер и микроскоп: съемка, фотография, кадр с выносками и обозначениями

4. Интернет-ресурсы

Лекция по микроскопированию для студентов:

Простые опыты в домашних экспериментах:

Сайты с историческими микроскопами и микропрепаратами:

Книга Роберта Гука (Robert Hooke) о микроскопировании “Micrographia: Some Physiological Descriptions of Minute Bodies Made by Magnifying Glasses with Observations and Inquiries Thereupon”

Описание методики изготовления микроскопа Гука из бумаги: Nektarios Tsagliotis Build your own microscope: following in Robert Hooke’s footsteps (Сделай свой микроскоп: по следам Роберта Гука) // Science in School, Issue 22, p.29-35.