Микроскопия: методы исследований и особенности проведения

Микроскопические методы исследования в микробиологии

Микроскопия: методы исследований и особенности проведения

Микроскопические методы исследования представляют собой способы изучения разнообразных объектов с использованием специального оборудования. Оно позволяет рассматривать строение веществ и организмов, величина которых находится за границами разрешающей способности человеческого взгляда. В статье проведем краткий анализ микроскопических методов исследования.

Общие сведения

Современные методы микроскопического исследования используют в своей практике разные специалисты. Среди них вирусологи, цитологи, гематологи, морфологи и прочие. Основные методы микроскопического исследования известны достаточно давно. В первую очередь это световой способ рассмотрения объектов.

В течение последних лет активно вводятся в практику и другие технологии. Так, популярность приобрели фазово-контрастный, люминесцентный, интерференционный, поляризационный, инфракрасный, ультрафиолетовый, стереоскопический метод исследования. Все они базируются на разнообразных свойствах света.

Кроме этого, широко используются электронно-микроскопические методы исследования. Эти способы позволяют отобразить объекты с помощью направленного потока заряженных частиц. Стоит отметить, что такие приемы изучения применяются не только в биологии и медицине. Достаточно популярен микроскопический метод исследования металлов и сплавов в промышленности.

Такое изучение позволяет оценивать поведение соединений, вырабатывать технологии для минимизации вероятности разрушения и усиления прочности.

Такие микроскопические методы исследования микроорганизмов и других объектов базируются на различной разрешающей способности оборудования. Немаловажными факторами при этом является направленность луча, особенности самого объекта. Последний, в частности, может быть прозрачным или непрозрачным.

В соответствии со свойствами объекта, меняются физические свойства светового потока – яркость и цвет, обусловленные амплитудой и длиной волны, плоскость, фаза и направленность распространения волны. На использовании этих характеристик и строятся разные микроскопические методы исследования.

Специфика

Для изучения световыми способами объекты, как правило, окрашивают. Это позволяет выявить и описать те или иные их свойства. При этом необходимо, чтобы ткани были фиксированными, поскольку окраска выявит определенные структуры исключительно в убитых клетках.

В живых элементах краситель обосабливается в виде вакуоли в цитоплазме. Она не прокрашивает структуры. Но с помощью светового микроскопа можно исследовать и живые объекты. Для этого используется витальный способ изучения. В таких случаях применяется темнопольный конденсор.

Он встраивается в световой микроскоп.

Оно осуществляется с помощью фазово-контрастной микроскопии. Этот способ базируется на дифракции луча в соответствии с особенностями объекта. В процессе воздействия отмечается изменение фазы и длины волны. В объективе микроскопа присутствует полупрозрачная пластинка.

Живые или фиксированные, но не окрашенные объекты из-за своей прозрачности почти не изменяют цвет и амплитуду луча, проходящего сквозь них, провоцируя только сдвиг волновой фазы. Но при этом, пройдя через объект, световой поток отклоняется от пластинки.

В итоге между лучами, пропущенными сквозь объект, и входящими в световой фон, появляется разность волновой длины. При определенном ее значении возникает визуальный эффект – темный объект будет четко виден на светлом фоне либо наоборот (в соответствии с особенностями фазовой пластинки).

Для его получения разность должна составлять не меньше 1/4 длины волны.

Аноптральный способ

Он является разновидностью фазово-контрастного метода. Аноптральный способ предполагает использование объектива со специальными пластинками, которые меняют только цвет и яркость фонового света. Это существенно расширяет возможности изучения неокрашенных живых объектов.

Применяется фазово-контрастный микроскопический метод исследования в микробиологии, паразитологии при изучении растительных и животных клеток, простейших организмов. В гематологии этот способ используется для расчета и определения дифференцировки элементов крови и костного мозга.

Интерференционные приемы

Эти микроскопические методы исследования решают в целом те же задачи, что и фазово-контрастные. Однако в последнем случае специалисты могут наблюдать только контуры объектов.

Интерференционные микроскопические методы исследования позволяют изучать их части, выполнять количественную оценку элементов. Это возможно благодаря раздвоению светового луча. Один поток проходит сквозь частицу объекта, а другой – мимо. В окуляре микроскопа они сходятся и интерферируют.

Возникающая разность фаз может определяться по массе разных клеточных структур. При последовательном ее измерении с заданными показателями преломления можно установить толщину нефиксированных тканей и живых объектов, содержание белков в них, концентрацию сухого вещества и воды и пр.

В соответствии с полученными данными специалисты получают возможность косвенно оценивать проницаемость мембран, активность ферментов, клеточный метаболизм.

Поляризация

Она осуществляется с помощью призм Николя или пленчатых поляроидов. Их помещают между препаратом и источником света. Поляризационный микроскопический метод исследования в микробиологии позволяет изучать объекты с неоднородными свойствами.

В изотропных структурах быстрота распространения света не зависит от выбранной плоскости. При этом в анизотропных системах скорость изменяется в соответствии с направленностью света по поперечной либо продольной оси объекта.

В случае если величина преломления вдоль структуры будет больше, чем вдоль поперечной, создается двойное положительное лучепреломление. Это свойственно многим биологическим объектам, у которых обнаруживается строгая молекулярная ориентация. Они все являются анизотропными.

К этой категории, в частности, относятся миофибриллы, нейрофибриллы, реснички в мерцательном эпителии, коллагеновые волокна и прочие.

Значение поляризации

Сравнение характера лучевого преломления и показателя анизотропии объекта дает возможность оценивать молекулярную организацию структуры.

Поляризационный метод выступает как один из гистологических способов анализа, используется в цитологии и пр. В свете можно изучать не только окрашенные объекты.

Поляризационный метод дает возможность исследовать неокрашенные и нефиксированные – нативные – препараты тканевых срезов.

Люминесцентные приемы

Они базируются на свойствах некоторых объектов давать свечение в сине-фиолетовом участке спектра или в УФ-лучах. Многие вещества, например белки, некоторые витамины, коферменты, лекарственные средства, наделены первичной (собственной) люминесценцией.

Другие объекты начинают светиться при добавлении флюорохромов – специальных красителей. Эти добавки избирательно или диффузно распространяются на отдельные клеточные структуры или химические соединения.

Это свойство легло в основу использования люминесцентной микроскопии при гистохимических и цитологических исследованиях.

Области использования

Применяя иммуно-флуоресценцию, специалисты обнаруживают вирусные антигены и устанавливают их концентрацию, идентифицируют вирусы, анти тела и антигены, гормоны, разнообразные продукты метаболизма и так далее.

В этой связи при диагностике герпеса, эпидемического паротита, вирусного гепатита, гриппа и прочих инфекций используются люминесцентные методы исследования материалов.

Микроскопический иммуно-флуоресцентный способ позволяет распознавать опухоли злокачественного характера, определять ишемические участки в сердце на ранних этапах инфаркта и пр.

https://www.youtube.com/watch?v=NIRCkWaysjE

Оно основывается на способности ряда веществ, включенных в живые клетки, микроорганизмы или фиксированные, но неокрашенные, прозрачные при видимом свете ткани поглощать УФ-лучи определенной длины волн. Это характерно, в частности, для высокомолекулярных соединений.

К ним относят белки, ароматические кислоты (метилаланин, триптофан, тирозин и пр.), нуклеиновые кислоты, пирамидиновые и пуриновые основания и так далее. Ультрафиолетовая микроскопия позволяет уточнить локализацию и количество этих соединений.

При изучении живых объектов специалисты могут наблюдать изменения процессов их жизнедеятельности.

Дополнительно

Инфракрасная микроскопия используется при исследовании непрозрачных для света и УФ-лучей объектов посредством поглощения их структурами потока, длина волны которого 750-1200 нм.

Чтобы применить этот способ нет необходимости предварительно подвергать препараты химической обработке. Как правило, инфракрасный метод используется в антропологии, зоологии и прочих биологических отраслях.

Что касается медицины, то этот способ применяют преимущественно в офтальмологии и нейроморфологии. Изучение объемных объектов осуществляется с помощью стереоскопической микроскопии. Конструкция оборудования позволяет выполнять наблюдение левым и правым глазом под различным углом.

Непрозрачные объекты исследуются при сравнительно небольшом увеличении (не более 120 раз). Стереоскопические способы используются в микрохирургии, патоморфологии, в судебной медицине.

Электронная микроскопия

Она используется для изучения структуры клеток и тканей на макромолекулярном и субклеточном уровнях. Электронная микроскопия позволила сделать качественный скачок в сфере исследований.

Этот способ широко применяется в биохимии, онкологии, вирусологии, морфологии, иммунологии, генетике и прочих отраслях. Значительное усиление разрешающей способности оборудования обеспечивается потоком электронов, которые проходят в вакууме сквозь электромагнитные поля.

Последние, в свою очередь, создаются специальными линзами. Электроны обладают способностью проходить сквозь структуры объекта либо отражаться от них с отклонениями под разными углами. В результате создается отображение на люминесцентном экране прибора.

При просвечивающей микроскопии получается плоскостное изображение, при сканирующей, соответственно, объемное.

Необходимые условия

Стоит отметить, что перед тем, как пройти электронное микроскопическое исследование, объект подвергается специальной подготовке. В частности, используется физическая либо химическая фиксация тканей и организмов.

Секционный и биопсийный материал, кроме этого, обезвоживают, внедряют в эпоксидные смолы, разрезают алмазными или стеклянными ножами на ультратонкие срезы. Затем их контрастируют и изучают. В сканирующем микроскопе исследуются поверхности объектов.

Для этого на них напыляют специальные вещества в вакуумной камере.

Источник: https://FB.ru/article/281784/mikroskopicheskie-metodyi-issledovaniya-v-mikrobiologii

Микроскопия: метод исследования, цена, проведение, показания, расшифровка результатов

Микроскопия: методы исследований и особенности проведения

Исследования, проведенные с помощью микроскопа, позволяют получить максимальное количество информации об изучаемом объекте, поскольку с помощью этого инструмента можно получить наиболее четкое представление об исследуемом материале.

Микроскоп, используемый для этого метода получения информации, является оборудованием с широкими возможностями, его применяют в самых разных целях, при этом качество полученной информации является максимально высоким.

Микроскопия, как метод исследования, получил широкое применение, однако наиболее важен этот вид получения информации в медицине, где полученная информация дает возможность результативно бороться с самыми опасными для человека заболеваниями и составлять эффективные схемы лечебного воздействия.

Сегодня применяются различные по степени мощности и устройству микроскопы, обеспечивающие хорошие результаты исследований. Для разных целей могут использоваться различные модели этих устройств.

Общее определение микроскопии

Являясь в общем смысле одним из наиболее информативных методов исследования, микроскопия заключается в детальном исследовании образца ткани при его многократном увеличении. Это дает возможность выявить структуру ткани, нарушения в ней и процессы, текущие в живом организме.

С помощью микроскопа можно регистрировать изменения, происходящие в тканях, что позволяет определить патологические процессы и степень воздействия проводимого лечения. Сегодня существует несколько видом данной исследовательской процедуры, которая имеет несколько различающиеся цели и осуществляется соответствующими способами.

Устройство для проведения микроскопии

Разновидности анализа

Используя различные по степени мощности и устройству микроскопы, медиками имеется возможность проводить самые разносторонние исследования. Существует определенная классификация видов микроскопии, которая определяется различным подходом в исследованиях.

Выделяются следующие разновидности микроскопического исследования:

  • многофотонное исследование;
  • оптическая микроскопия;
  • лазерная разновидность микроскопического исследования;
  • рентгеновское исследование;
  • электронная микроскопия.

Все разновидности такого исследования обеспечивают получение наиболее полной информации.

Что такое микроскопия, расскажет видео ниже:

Особенности проведения

Применение определенного алгоритма действий, определяющих высокий результат, обусловлено выбранной методикой проведения исследования с помощью микроскопа любого вида и конструкции. Его выработали однажды, и высокая точность, а также информативность полученных данных определили его постоянное использование при проведении такого вида исследований.

При помощи микроскопии можно выявить, в том числе, такие недуги как:

Оптическая, люминесцентная, световая, электронная и другие виды (методы) микроскопии описаны ниже.

Основные методики

Наиболее распространенным методом, применяемым при микроскопии, следует считать световую разновидность такого исследования. Ее основными характеристиками можно назвать следующие:

  • четкость получаемого изображения;
  • максимальная информативность всех процессов внутри исследуемого материала;
  • простота проведения такого исследования;
  • возможность корректировки исходных данных прибора для обеспечения получения большего объема информации.

При световой микроскопии используется сочетание различных оптических эффектов, которые гарантирует наиболее полное получение информации об исследуемом объекте.

Световая микроскопия имеет ряд разновидностей, которые различаются расположением и протяженностью светового пучка, направлением и интенсивностью света. Люминесцентная, ультрафиолетовая, инфракрасная, контрастная, метода темного и светлого поля, — все эти разновидности светового исследования тканей используются при изучении структуры тканей и процессов внутри нее.

Исследований с помощью микроскопа

Целесообразность применения в медицине такого устройства, которое было известно уже в течение длительного времени, как микроскоп является научно обоснованным и очень перспективным.

Ведь постоянное совершенствование этого инструмента для проведения разноплановой диагностики позволяет все более тщательно изучать клетку живого организма, которая является наиболее информативным материалом для получения представления о состоянии здоровья и перспективах лечебного воздействия.

Наиболее информативными считаются следующие методики, при которых используется микроскопия:

  • изучение мочи и ее осадка ;
  • исследование образцов крови;
  • изучение мазка.

Каждый из перечисленных методов проводимого микроскопического исследования представляет собой совокупность определенных действий, которые выявляют структуру клеток исследуемого материала, процессов внутри клеток и на основании полученных данных дает возможность делать прогнозы и составлять схемы лечения.

Как производится микроскопия маска, поведает видеоролик ниже:

Изучение мочи

Поскольку моча является конечным продуктом деятельности почек, ее исследование позволяет получить наиболее полное представление как о работе этих органов, так и процессах, которые в них происходят. Клетки мочи позволяют определить наличие в почках текущих воспалительных процессов, наличия инфекций, грибков и другой опасной для здоровья микрофлоры.

О моче также судят по таким показателям, как ее прозрачность, цвет, наличие осадка, реактивность. Кроме работы почек, моча содержит информацию об общем состоянии организма и крови. При помощи микроскопии мочи выявляется цистинурия, почечная недостаточность, другие нефрологические отклонения.

Микроскопия крови

Исследование под микроскопом клеток образцов крови позволяет специалистам получить представление о текущих в организме процессах.

Это становится возможным благодаря анализу состава клеток, ведь при нормальном состоянии и хорошем здоровье в них содержится определенное количество различных составляющих, выполняющих определенную роль: лейкоциты призваны бороться с проникающими в организм инфекционными клетками, эритроциты обогащают все внутренние органы кислородом. И при изменении их количества можно сделать вывод об изменениях, происходящих в организме.

С помощью микроскопического исследования можно определить, какова действенность проводимого лекарственного воздействия. Далее описана микроскопия урогенитального и других типов мазка.

Мазок в таком исследовании

Мазок крови, также предоставляя значительный объем информации, позволяет определить более точно все имеющиеся в организме патологические процессы, степень их запущенности. Ведь кровь, представляя собой одну из наиболее важных сред нашего организма, содержит полную информацию о нем.

С помощью мазка крови при микроскопии выявляются такие процессы, как степень сворачиваемости крови, зрелость лейкоцитов в ней. А это позволяет получить наиболее полную картину о проводимом лечении, а также при химиотерапии и лечении с помощью лазера.

Основные параметры микроскопа при микроскопия мазка, анализа мочи, кала, мокроты крови и расшифровка результатов описаны ниже.

Основные параметры микроскопа

Применение микроскопа в медицине и биологии наиболее оправданно.

Большое количество информации, получаемой с его помощью, относительная простота использования дает возможность получения наиболее информативной картины.

 Наиболее показательными характеристиками любого микроскопа следует считать разрешающая способность и контрастность, которые обеспечивают четкость изображения и информативность.

  • Разрешающая способность определяется степенью четкости изображения двух точек, расположенных наиболее близко. Показателем разрешения человеческого глаза является 0,2 мм: расположенные ближе этого расстояния две точки сливаются в одну, что ведет к сбою в получении общей картинки — вместо точек глаз обнаруживает иное изображение. Микроскоп с хорошим показателем разрешения обеспечивает полную картину расположения всех составляющих ткани, а также дает увеличение порядка 2000-3000 раз.
  • Яркость позволяет выявить оттенки тканей исследуемого образца, что дает информацию о состоянии организма, текущих в нем процессов. Современные микроскопы имеют высокие показатели яркости, что делает микроскопию наиболее информативным методом исследования.

Важность метода

Нельзя переоценить важность такого метода исследования тканей, как микроскопия. Ее возможности позволяют выявлять структурные изменения в тканях клеток, которые могут стать причиной различных заболеваний. Также микроскопические исследования предоставляют материал специалистам для анализа проводимого лечения, его результативности.

Различные методы микроскопического исследования позволяют составить наиболее полную картину о состоянии здоровья и текущих процесса в организме, предупредить вероятность рецидивов заболеваний.

Сканирующая электронная микроскопия рассмотрена в этом видео:

Источник: http://gidmed.com/dermatologiya/diagnostika-derm/mikroskopiya.html

Электронная микроскопия в криминологии

Микроскопия: методы исследований и особенности проведения

содержание   ..  70  71  72  73  74  75  76  77  78  79  80  ..

ЭЛЕКТРОННАЯ МИКРОСКОПИЯ В КРИМИНОЛОГИИ

К числу развивающихся методов криминалистического исследования веществ и материалов относится электронная микроскопия — просвечивающая (трансмиссионная) и растровая.

При изучении объектов методами просвечивающей микроскопии изображение получается за счет явлений, связанных с прохождением пучков электронов через ультратонкие срезы материала исследуемого объекта или через реплики из металлов или углерода, снятые с исследуемой поверхности, и. т.д.

В растровом электронном микроскопе пучок электронов (электронный зонд) сканирует поверхность объекта и изображение получается за счет вторичных электронов, рассеяния первичных электронов и т.д.

Электронный микроскоп — прибор для наблюдения и фотографирования увеличенного до 106 раз изображения объектов, в котором вместо световых лучей используются пучки электронов, ускоренных до больших энергий в условиях глубокого вакуума.

Методы электронной микроскопии, по сравнению с оптической микроскопией, позволяют получать значительно большее увеличение, а также обладают большой разрешающей способностью, в тысячи раз превышающей разрешающую способность лучших оптических микроскопов.

Особенности исследования методом просвечивающей электронной микроскопии

Просвечивающий электронный микроскоп (ПЭМ) обладает самой высокой разрешающей способностью, превосходя по этому параметру оптические микроскопы в несколько тысяч раз. Предел разрешения, характеризующий способность прибора отображать раздельно мелкие, максимально близко расположенные детали объекта, у ПЭМ составляет (2-3) · 10-10 м.

Все методы препарирования, которые применяются в электронной микроскопии, можно разделить на методы оттенения объектов и методы реплик.

Метод оттенения состоит в том, что в вакууме производится напыление на объект тонкого слоя металла, например платины, золота, хрома, или пленки углерода, что позволяет получить изображение высокого контраста. Оттенение применяется как к объектам минерального, так и органического происхождения.

Метод реплик состоит в том, что поверхностная структура объектов отпечатывается на тонкой пленке, которая наносится на объект. Материалов для реплик существует очень много (нитроцеллюлоза, полистирол и т.д.). Как правило, полученные реплики оттеняются.

Просвечивающая электронная микроскопия позволяет исследовать объекты (вещественные доказательства) в виде: тонких срезов (например, волокон или лакокрасочных покрытий для исследования особенностей морфологии их поверхности с целью, например, установления времени эксплуатации автомобиля с соответствующим ЛКП); суспензий (например, загустителей пластических смазок или тонкодисперсных порошков); реплик (для исследования особенностей надмолекулярной структуры волокон или морфологии поверхности волокон).

Особенности проведения исследований с использованием растрового электронного микроскопа

Растровая электронная микроскопия (РЭМ) используется при исследовании поверхностей твердых тел. Размер изучаемого в каждый конкретный момент участка определяется сечением зонда (от 10 до 20 ангстрем).

Чтобы получить информацию о достаточно большой площади объекта, дающей представление о ее морфологии, зонд заставляют сканировать заданную площадь по определенной программе.

Полученный сигнал после усиления вызывает свечение кинескопа, развертка которого синхронна развертке луча в колонне микроскопа.

Возможность поворачивать и наклонять образцы, а также то обстоятельство, что изображение на экране воспринимается как трехмерное с большой глубиной резкости порядка 0,6-0,8 мм, делает растровую электронную микроскопию удобной при наблюдении топографии разнообразного физического рельефа.

Растровая электронная микроскопия, позволяющая повысить глубину резкости почти в 300 раз (по сравнению с обычным оптическим микроскопом) и достигать увеличения до 200 000?, широко используется в экспертной практике для изучения морфологических признаков самых разнообразных микрочастиц: металлов, лакокрасочных покрытий, волос, волокон, почвы, минералов и прочее.

При помощи РЭМ можно исследовать всевозможные объекты, в том числе объекты с плохой проводимостью. Чтобы наблюдать такие образцы, поверхность объекта покрывают тонким слоем металла (алюминия или золота) толщиной 30-40 нм, напыленного термическим способом в вакууме.

Тонкие детали микрорельефа на поверхности изделий, выявляемые методами растровой электронной микроскопии, позволяют решать задачи, связанные с особенностями механической обработки, условиями эксплуатации и хранения изделий из металлов и сплавов.

Большая глубина резкости (0,5 диаметра поля зрения), значительный диапазон увеличений (от 10? до 300 000?) и высокая разрешающая способность РЭМ (0,3-1 нм) делают перспективным их использование для криминалистического исследования микрообъектов.

Некоторые модели растровых электронных микроскопов снабжены микроанализаторами (микрозондами), позволяющими проводить рентгепоспектральныи анализ элементного состава изучаемой частицы.

Растровые электронные микроскопы выпускаются в нескольких вариантах: стационарные большие (Stereoscan-180, РЭМ-100), средние (SSM-2, JSM-T20), малые настольные GSM-P15, SMS-1) и малогабаритные настольные (РЭМ MSM-5). При помощи РЭМ можно изучать объекты, размеры которых не превышают 10-38 мм в диаметре и 10 мм в высоту, и только на некоторых моделях допускается исследование более крупных, например в РЭМ «Stereoscan-180».

Недостатками электронной микроскопии являются ограниченные возможности исследования диэлектрических объектов, так как для проведения их исследования необходимо нанесение металлизации, что исключает возможность изучения расположенных на поверхности объектов-носителей микроследов.

РЕНТГЕНОСКОПИЯ В КРИМИНОЛОГИИ

Высоковольтная рентгеноскопия (дефектоскопия) используется для исследования внутренних дефектов в изделиях из металлов и сплавов и других материалов с большой плотностью. С помощью мощных рентгеновских установок дефекты регистрируются либо на специальном экране, либо на рентгеновской пленке.

Низковольтная рентгеноскопия — просвечивание объектов рентгеновскими лучами с помощью маломощных портативных рентгеновских аппаратов или рентгеновских установок для рентгенофазового анализа.

Изображение регистрируется на рентгеновской пленке контактным (например, документов) или дистанционным (например, ювелирных камней, наслоений частиц стекла, металлов, лакокрасочных покрытий на предметах одежды) методом.

Рентгеновская микроскопия позволяет за счет большого диапазона энергий изучать структуру самых различных объектов, от живых клеток до тяжелых металлов. Рентгеновские микроскопы по конструкциям делятся на проекционные, контактные, отражательные и дифракционные.

При исследовании веществ и материалов рентгеноскопические методы, которые относятся к интроскопическим, основанным на визуализации картины внутреннего строения объекта, применяется лишь эпизодически.

Это вызвано тем, что основными объектами КИВМИ являются микрообъекты (микрочастицы и микроколичества веществ и материалов), вследствие чего необходимость в интроскопических методах анализа оказывается крайне незначительной.

содержание   ..  70  71  72  73  74  75  76  77  78  79  80  ..

Источник: https://zinref.ru/000_uchebniki/00600criminalistika/000_osnovi_criminalisticheskogo_issledovania_mitrichev_hrustalev/071.htm

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.