Современные электронные микроскопы имеют полезное увеличение от 20 000 до 40 000, максимальное увеличение 200 000.
Использование микроскопии электронных лучей, т. е. пучков электронов, движущихся в вакууме с постоянной скоростью, открыло новые возможности для исследователей.
В современных электронных микроскопах длина волны электронного пучка почти в 10 000 раз короче, чем длина волны видимого света, что дает возможности наблюдать и изучать объекты приблизительно в 200 раз более мелкие, чем в световом микроскопе, т. е. в 100 раз повышается разрешающая способность электронного микроскопа.
Одним из факторов высокой разрешающей способности электронных микроскопов является его ускоряющее напряжение, равное 50000 вольт и более. Для электронов, ускоренных напряжением в 50000 вольт, длина волны равна 0,05А.
Оптическая система электронного микроскопа похожа на схему светового микроскопа, но в электронном микроскопе все оптические элементы светового микроскопа заменены электрическими, источник света заменяется потоком электронов, стеклянные линзы - линзами электромагнитными. Источником электронов является электронная пушка, состоящая из катода, управляющего электрода и анода.
Электронная микроскопия является одним из наиболее молодых методов научного исследования, позволяющих значительно углубить и расширить знания о строении микромира. Первые промышленные образцы электронных микроскопов появились в конце 1939 года.
Электронный микроскоп прочно вошел в практику физических, химических и биологических исследований. Он дает возможность рассматривать крупные молекулы, вирусы, исследовать структуру твердых тел в процессе нагревания и охлаждения, сжатия и растяжения.
Применение электронной микроскопии позволяет в ряде случаев сознательно управлять технологическим процессом, улучшать качество продукции, устранить или уменьшить брак.
Современный электронный микроскоп является не только прибором для получения больших увеличений, но и микроэлектрографом, а при наличии рентгеноспектральных приставок и микроанализатором химического состава. Почти из любого материала может быть приготовлен объект прозрачный для электронов.
В зависимости от способов исследования объектов имеются электронные микроскопы различных типов:
1.Просвечивающиеся – трансмиссивные.
2.Сканирующие – растровые.
3.Отражательные и другие.
Наибольшее распространение получили приборы просвечивающего типа, обладающие высоким разрешением и наибольшей универсальностью применения.
Как было сказано, основными критериями для оценки любого микроскопа, в том числе электронного, является его разрешающая способность, т. е. способность выявить минимальную величину наблюдаемого объекта.
По основному параметру – разрешению – современные электронные микроскопы условно делят на три класса:
1 класс – имеет разрешающую способность 2 – 10А
2 класс – 20 – 30А
3 класс – 30 – 50А
В настоящее время разработаны и выпускаются микроскопы с паспортным разрешением расстояние 2 – 5А и ниже – 1,43А.
В различных странах мира выпускается около 30 разных типов электронных просвечивающих микроскопов.
Приборы первого класса с высоким гарантированным (10А и ниже) разрешением и наибольшим ускоряющим напряжением (10 кв и выше) выпускают в России, Великобритании, Японии, Германии и других странах.
У электронных микроскопов есть один крупный недостаток – в нем можно видеть лишь мертвые клетки. Это связано тем, что молекулы воздуха препятствуют движению электронов, поэтому вакуум в колоне микроскопа приводит к немедленному обезвоживанию и гибели всех живых клеток.
Монопольной обладательницей электронного микроскопа с ускоряющим напряжением в 1,5млн вольт является Франция. В этом микроскопе скорость электронов близка к скорости света и равна 291000км в секунду. В таком микроскопе электронные линзы весят 700кг, из которых 100 кг приходится на 29000 витков медной спирали. Микроскоп помещен в металлический шар диаметром 24 метра. В таком микроскопе ускоренные в своем движении электроны проникают не только через тончайший слой воздуха, но и через живые клетки. Продолжительное действие электронов наносит им повреждения, а потом убивает их, тем не менее при наблюдении под микроскопом клетки какое-то время остаются живыми и неизменными. Отечественной промышленностью создан прибор ЭМ-200, с помощью которого можно рассмотреть частицу величиной в 1: 2000000 часть миллиметра - 5А, увеличив ее через бинокулярное устройство в 1200000 раз. Выпускаются электронные микроскопы с разрешающей способностью 1,5А.
Устройство микроскопа (основные узлы)
Электронный микроскоп состоит из 4 самостоятельных узлов:
Колонна микроскопа состоит из деталей:
а) электронная пушка – катод – источник света – потока электронов.
б) камеры объектов.
в) объектив.
г) стигматор для компенсации астигматизма объектива.
д) проектив, который увеличивает часть изображения, созданного объективом.
е) проекционный тубус с экраном, под которым вставляется приспособление для фотографирования.
ж) на задней части камеры – магнитно-разрядный вакуоометр Пининга.
Приготовление объекта и требования, предъявляемые к нему в связи с электронной микроскопией.
Препараты биологических объектов, предназначены для изучения в электронном микроскопе, должны отвечать требованиям:
1 – должны быть сухими, так как пары воды могут привести к порче объекта;
2 – толщина объекта вместе с подложкой должна быть не больше 0,25 мкм, ибо при большой толщине будет значительная потеря электронов, проходящих через объект, что может привести к снижению разрешающей способности микроскопа;
3 – препараты не должны быть сухими;
4 – препараты должны быть контрастными;
Общая схема препарирования состоит из операций:
а) приготовление подложек;
б) приготовление взвесей, очистка, концентрация объектов и нанесение их на подложку;
в) высушивание объектов;
г) контрастирование объектов.
Приготовление подложек
Подложки должны быть достаточно тонкими, чтобы они хорошо просвечивались электронным пучком. Их толщина и плотность должны способствовать рассмотрению деталей и объектов, прочными, чтобы не разрушиться под взаимодействием пучка электронов.
Подложки из коллодия. Готовят 0,5 – 1,5 % раствор коллодия в амилоцетате. Одну каплю этого раствора наносят в чашку Петри с дистиллированной водой. Капли быстро разбегаются по поверхности воды, образуя очень тонкую пленку. На эту пленку наносим металлические сеточки диаметром до 3 миллиметров. Затем с помощью специального крючка вылавливаем сеточки вместе с пленкой, помещаем их на специальный столик. Даем возможность пленке подсохнуть. На сеточки наносим слегка опалесцирующую эмульсию исследуемого объекта в дистиллированной воде или в физиологическом растворе. Препарат вновь подсушиваем, контрастируем и микроскопируем.
Контрастирование объекта – производят в напылителях, в которых под большим вакуумом распыляют некоторые металлы, дающие бесструктурные пленки.
Приготовленный препарат вставляют в объектодержатель, в микроскоп и микроскопируют.
С помощью электронных микроскопов можно:
1 – дифференцировать вирусы по морфологическим признакам;
2 – производить иммуноэлектронную микроскопию – выявлять результаты взаимодействия специфических корпускулярных или внутриклеточных антигенов.
Применение электронной микроскопии в диагностике вирусных заболеваний содержится ограниченной доступностью. В высокоразрешающих электронных микроскопов для лаборатории и сложностью их технического обслуживания.
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ:
1. Студенты изучают устройство электронного микроскопа.
2. Студенты анализируют структуру объектов по фотографиям, сделанным на электронном микроскопе.
3. Студенты знакомятся с приготовлением препаратов на подложках.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:
1.Каково строение электронного микроскопа?
2.Каков принцип работы электронного микроскопа?
3.Как готовятся препараты для просмотра их в электронном микроскопе?
ЗАНЯТИЕ 6
Культивирование вирусов в организме лабораторных животных. Культивирование вирусов в эмбрионах кур. Схема эмбрионов кур. Освоение методов заражения эмбрионов кур.
ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЯ: Ознакомить студентов с лабораторными
животными и особенностями культивирования вирусов в организме лабораторных животных, с особенностями культивирование вирусов в эмбрионах кур, схемой эмбрионов кур и методами заражения эмбрионов кур.
МАТЕРИАЛЫ И ОБОРУДОВАНИЕ:
- Белые мыши;
- морские свинки;
- кролики;
- клетки для животных;
- бокс;
- халаты, перчатки, маски, головные уборы и бахилы;
- стерильный физиологический раствор NaCl;
- стерильные пипетки;
- иодированный спирт с квачиком;
- вата;
- эксикатор;
- эфир;
- подготовленный для работы бокс;
- 7-9 суточные куриные эмбрионы;
- набор стерильных хирургических инструментов - пинцет, ножницы, скальпель в стаканчике со спиртом;
- одноразовые шприцы на 1 мл;
- пипетки с парафином;
- вируссодержащий материал в пробирке;
- спиртовки;
- иодированный спирт для дезинфекции скорлупы;
- ватный квачик в пустой пробирке для обжигания скорлупы.
В связи с тем, что вирусы могут размножаться только в живых клетках, на самых ранних этапах развития вирусологии широко применяли культивирование вирусов в организме лабораторных животных, специально выращиваемых для проведения на них исследований.
В вирусологии для постановки биопробы используют следующие виды лабораторных животных: белые мыши, белые крысы, морские свинки, хомячки, кролики, кошки, собаки, птицы, обезьяны и др.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 |
