Hodnota mikroskopu v biologickom výskume. Stručná história vývoja biológie. Najnovšie typy mikroskopov

Každý vie, že biológia je veda o živote. V súčasnosti predstavuje súhrn vied o živej prírode. Biológia študuje všetky prejavy života: stavbu, funkcie, vývoj a pôvod živých organizmov, ich vzťahy v prirodzených spoločenstvách s prostredím a s inými živými organizmami.
Odkedy si človek začal uvedomovať svoju odlišnosť od sveta zvierat, začal študovať svet okolo seba. Spočiatku na tom závisel jeho život. Primitívni ľudia potrebovali vedieť, ktoré živé organizmy sa dajú jesť, používať ako lieky, na výrobu odevov a obydlí a ktoré z nich sú jedovaté alebo nebezpečné.
S rozvojom civilizácie si človek mohol dovoliť taký luxus ako robiť vedu na vzdelávacie účely.
Štúdie kultúry starovekých národov ukázali, že mali rozsiahle vedomosti o rastlinách a zvieratách a široko ich využívali v každodennom živote.?

Moderná biológia je komplexná veda, pre ktorú je charakteristické prelínanie myšlienok a metód rôznych biologických disciplín, ako aj iných vied, predovšetkým fyziky, chémie a matematiky.

Hlavné smery vývoja modernej biológie. V súčasnosti možno podmienečne rozlíšiť tri smery v biológii.
Po prvé, je to klasická biológia. Reprezentujú ju prírodovedci, ktorí skúmajú rozmanitosť voľne žijúcich živočíchov. Objektívne pozorujú a analyzujú všetko, čo sa deje vo voľnej prírode, študujú živé organizmy a klasifikujú ich. Je nesprávne myslieť si, že v klasickej biológii už boli všetky objavy urobené. V druhej polovici XX storočia. bolo popísaných nielen veľa nových druhov, ale boli objavené aj veľké taxóny, až po kráľovstvá (Pogonophores) a dokonca aj superkráľovstvá (Archaebacteria alebo Archaea). Tieto objavy prinútili vedcov k novému pohľadu na celú históriu vývoja divokej prírody.Pre skutočných prírodovedcov je príroda hodnotou sama o sebe. Každý kút našej planéty je pre nich jedinečný. Preto vždy patria medzi tých, ktorí akútne pociťujú nebezpečenstvo pre prírodu okolo nás a aktívne sa zaň zasadzujú.
Druhým smerom je evolučná biológia. V 19. storočí autor teórie prirodzeného výberu Charles Darwin začínal ako obyčajný prírodovedec: zbieral, pozoroval, opisoval, cestoval, odhaľoval tajomstvá divokej prírody. Hlavným výsledkom jeho práce, ktorá z neho urobila slávneho vedca, však bola teória vysvetľujúca organickú diverzitu.

V súčasnosti aktívne pokračuje štúdium evolúcie živých organizmov. Syntéza genetiky a evolučnej teórie viedla k vytvoreniu takzvanej syntetickej teórie evolúcie. Ale aj teraz je stále veľa nevyriešených otázok, na ktoré evoluční vedci hľadajú odpovede.

Vytvorené na začiatku 20. storočia. od nášho vynikajúceho biológa Alexandra Ivanoviča Oparina bola prvá vedecká teória o vzniku života čisto teoretická. V súčasnosti sa aktívne uskutočňujú experimentálne štúdie tohto problému a vďaka využitiu pokročilých fyzikálno-chemických metód už došlo k významným objavom a možno očakávať nové zaujímavé výsledky.
Nové objavy umožnili doplniť teóriu antropogenézy. Prechod zo sveta zvierat k človeku však stále zostáva jednou z najväčších záhad biológie.
Tretím smerom je fyzikálno-chemická biológia, ktorá študuje štruktúru živých predmetov pomocou moderných fyzikálnych a chemických metód. Ide o rýchlo sa rozvíjajúcu oblasť biológie, ktorá je dôležitá z teoretického aj praktického hľadiska. Môžeme s istotou povedať, že na nás čakajú nové objavy vo fyzikálnej a chemickej biológii, ktoré nám umožnia vyriešiť mnohé problémy, ktorým ľudstvo čelí,

Rozvoj biológie ako vedy. Moderná biológia má korene v staroveku a súvisí s rozvojom civilizácie v stredomorských krajinách. Poznáme mená mnohých vynikajúcich vedcov, ktorí prispeli k rozvoju biológie. Spomeňme len niektoré z nich.

Hippokrates (460 - asi 370 pred Kr.) podal prvý pomerne podrobný opis stavby človeka a zvierat, poukázal na úlohu prostredia a dedičnosti pri výskyte chorôb. Je považovaný za zakladateľa medicíny.
Aristoteles (384-322 pred Kr.) rozdelil okolitý svet na štyri kráľovstvá: neživý svet zeme, vody a vzduchu; rastlinný svet; svet zvierat a svet ľudí. Opísal veľa zvierat, položil základ pre taxonómiu. Štyri biologické pojednania, ktoré napísal, obsahovali takmer všetky dovtedy známe informácie o zvieratách. Zásluhy Aristotela sú také veľké, že je považovaný za zakladateľa zoológie.
Theophrastus (372-287 pred Kr.) študoval rastliny. Opísal viac ako 500 druhov rastlín, poskytol informácie o štruktúre a rozmnožovaní mnohých z nich, zaviedol mnohé botanické termíny. Je považovaný za zakladateľa botaniky.
Gaius Plínius Starší (23-79) zozbieral informácie o živých organizmoch, ktoré boli v tom čase známe, a napísal 37 zväzkov encyklopédie Prírodoveda. Takmer až do stredoveku bola táto encyklopédia hlavným zdrojom vedomostí o prírode.

Claudius Galen vo svojom vedeckom výskume vo veľkej miere využíval pitvy cicavcov. Bol prvý, kto urobil porovnávanie

anatomický opis človeka a opice. Študoval centrálny a periférny nervový systém. Historici vedy ho považujú za posledného veľkého biológa staroveku.
V stredoveku bolo náboženstvo dominantnou ideológiou. Podobne ako iné vedy, ani biológia v tomto období ešte nevznikla ako samostatná oblasť a existovala vo všeobecnom hlavnom prúde náboženských a filozofických názorov. A hoci hromadenie poznatkov o živých organizmoch pokračovalo, o biológii ako o vede možno v tom čase hovoriť len podmienečne.
Renesancia je prechodné obdobie od kultúry stredoveku ku kultúre modernej doby. Zásadné sociálno-ekonomické premeny tej doby boli sprevádzané novými objavmi vo vede.
Najslávnejší vedec tejto doby Leonardo da Vinci (1452-1519) prispel k rozvoju biológie.

Skúmal let vtákov, opísal mnohé rastliny, spôsoby spájania kostí v kĺboch, činnosť srdca a zrakovú funkciu oka, podobnosť kostí ľudí a zvierat.

V druhej polovici XV storočia. prírodné vedy sa začínajú rýchlo rozvíjať. Uľahčili to geografické objavy, ktoré umožnili výrazne rozšíriť informácie o zvieratách a rastlinách. Rýchla akumulácia vedeckých poznatkov o živých organizmoch
viedli k rozdeleniu biológie na samostatné vedy.
V XVI-XVII storočí. Botanika a zoológia sa začali rýchlo rozvíjať.
Vynález mikroskopu (začiatok 17. storočia) umožnil študovať mikroskopickú stavbu rastlín a živočíchov. Boli objavené mikroskopicky malé živé organizmy, baktérie a prvoky, neviditeľné voľným okom.
Veľký prínos pre rozvoj biológie urobil Carl Linnaeus, ktorý navrhol klasifikačný systém pre zvieratá a rastliny.
Karl Maksimovich Baer (1792-1876) vo svojich dielach sformuloval hlavné ustanovenia teórie homologických orgánov a zákona zárodočnej podobnosti, ktoré položili vedecké základy embryológie.

V roku 1808 Jean-Baptiste Lamarck vo svojom diele „Filozofia zoológie“ nastolil otázku príčin a mechanizmov evolučných premien a načrtol prvú evolučnú teóriu v čase.

Bunková teória zohrala obrovskú úlohu vo vývoji biológie, ktorá vedecky potvrdila jednotu živého sveta a slúžila ako jeden z predpokladov pre vznik evolučnej teórie Charlesa Darwina. Za autorov bunkovej teórie sú považovaní zoológ Theodor Schwann (1818-1882) a botanik Matthias Jakob Schleiden (1804-1881).

Charles Darwin na základe mnohých pozorovaní publikoval v roku 1859 svoje hlavné dielo „O pôvode druhov prostredníctvom prirodzeného výberu alebo o zachovaní zvýhodnených plemien v boji o život“. V nej sformuloval hlavné ustanovenia evolučnej teórie, navrhol mechanizmy evolúcie a spôsoby evolučných premien organizmov.

20. storočie sa začalo znovuobjavením zákonov Gregora Mendela, čo znamenalo začiatok rozvoja genetiky ako vedy.
V 40-50 rokoch XX storočia. myšlienky a metódy fyziky, chémie, matematiky, kybernetiky a iných vied sa začali vo veľkej miere využívať v biológii a mikroorganizmy sa používali ako predmety štúdia. V dôsledku toho sa ako nezávislé vedy rýchlo rozvinuli biofyzika, biochémia, molekulárna biológia, radiačná biológia, bionika atď.. Prieskum vesmíru prispel k zrodu a rozvoju vesmírnej biológie.

V XX storočí. sa objavil smer aplikovaného výskumu - biotechnológia. Tento trend sa bude nepochybne rýchlo rozvíjať v 21. storočí. Viac o tomto smere rozvoja biológie sa dozviete pri štúdiu kapitoly „Základy šľachtenia a biotechnológie“.

V súčasnosti sa biologické poznatky využívajú vo všetkých sférach ľudskej činnosti: v priemysle a poľnohospodárstve, medicíne a energetike.
Ekologický výskum je mimoriadne dôležitý. Konečne sme si začali uvedomovať, že krehkú rovnováhu, ktorá existuje na našej malej planéte, je ľahké zničiť. Pred ľudstvom stála neľahká úloha – zachovanie biosféry, aby sa zachovali podmienky pre existenciu a rozvoj civilizácie. Nie je možné ho vyriešiť bez biologických znalostí a špeciálnych štúdií. V súčasnosti sa tak biológia stala skutočnou produktívnou silou a racionálnym vedeckým základom pre vzťah človeka a prírody.

História a vynález mikroskopu je spôsobený tým, že už od pradávna chceli ľudia vidieť oveľa menšie predmety, než dovoľovalo voľné ľudské oko. Hoci prvé použitie šošovky zostáva neznáme vzhľadom na vek času, predpokladá sa, že využitie efektu lomu svetla bolo použité pred viac ako 2000 rokmi. V 2. storočí pred Kristom Claudius Ptolemaios opísal vlastnosti svetla v kaluži vody a presne vypočítal lomovú konštantu vody.

Počas 1. storočia nášho letopočtu (rok 100) bolo vynájdené sklo a Rimania sa cez sklo pozerali a skúšali ho. Experimentovali s rôznymi tvarmi číreho skla a jeden z ich návrhov bol hrubší v strede a tenší na okrajoch. Zistili, že cez takéto sklo by sa objekt javil väčší.

Slovo „šošovica“ vlastne pochádza z latinského slova „šošovica“, pomenovali ju preto, že svojím tvarom pripomína strukovinu šošovicu.

Rímsky filozof Seneca zároveň opisuje skutočné zväčšenie cez krčah s vodou „...písmená, malé a nevýrazné, vidno zväčšené a jasnejšie cez sklenenú nádobu naplnenú vodou.“ Ďalšie šošovky sa začali používať až koncom 13. storočia pred Kristom. Potom okolo roku 1600 sa zistilo, že optické prístroje možno vyrobiť pomocou šošoviek.

Prvé optické prístroje

Prvé jednoduché optické prístroje boli s lupami a zvyčajne mali zväčšenie asi 6 x - 10 x. V roku 1590 dvaja holandskí vynálezcovia Hans Jansen a jeho syn Zachary pri ručnom leštení šošoviek zistili, že kombinácia dvoch šošoviek umožňuje niekoľkonásobné zväčšenie obrazu predmetu.

Namontovali niekoľko šošoviek do tubusu a urobili veľmi dôležitý objav - vynález mikroskopu..

Ich prvé prístroje boli novšie ako vedecký prístroj, keďže maximálne zväčšenie bolo až 9x. Prvý mikroskop vyrobený pre holandskú kráľovskú rodinu mal 3 vysúvacie trubice, 50 cm dlhé a 5 cm v priemere. Zariadenie malo pri plnom nasadení zväčšenie 3x až 9x.

Leeuwenhoekov mikroskop

Ďalší holandský vedec Anthony van Leeuwenhoek (1632-1723), považovaný za jedného z priekopníkov mikroskopie, sa na konci 17. storočia stal prvým človekom, ktorý skutočne použil vynález mikroskopu v praxi.

Van Leeuwenhoek dosiahol väčší úspech ako jeho predchodcovia vyvinutím metódy výroby šošoviek brúsením a leštením. Dosiahol zväčšenie až 270x, vtedy najznámejšie. Toto zväčšenie umožňuje zobraziť objekty s veľkosťou jednej milióntiny metra.

Anthony Leeuwenhoek sa so svojím novým vynálezom mikroskopu viac zapojil do vedy. Mohol vidieť veci, ktoré nikto predtým nevidel. Najprv videl baktérie plávať v kvapke vody. Zaznamenal rastlinné a živočíšne tkanivá, spermie a krvinky, minerály, fosílie a ďalšie. Objavil aj háďatká a vírniky (mikroskopické živočíchy) a objavil baktérie pri pohľade na vzorky zubného povlaku z vlastných zubov.

Ľudia si začali uvedomovať, že zväčšenie môže odhaliť štruktúry, ktoré dovtedy nikto nevidel – s hypotézou, že všetko sa skladá z drobných, voľným okom neviditeľných komponentov, sa ešte nepočítalo.

Prácu Anthonyho Leeuwenhoeka ďalej rozvinul anglický vedec Robert Hooke, ktorý v roku 1665 publikoval výsledky mikroskopických štúdií „Mikrografia“. Robert Hooke opísal podrobný výskum v oblasti mikrobiológie.

Angličan Robert Hooke objavil mikroskopický míľnik a základnú jednotku všetkého života – bunku. V polovici 17. storočia Hooke videl štrukturálne bunky, keď študoval exemplár, ktorý mu pripomínal malé kláštorné miestnosti. Hookovi sa tiež pripisuje zásluha za to, že ako prvý použil konfiguráciu troch primárnych šošoviek, ktorá sa dnes používa po vynáleze mikroskopu.

V 18. a 19. storočí nedošlo k mnohým zmenám v konštrukcii základného mikroskopu. Šošovky boli vyvinuté s použitím čistejšieho skla a rôznych tvarov na riešenie problémov, ako je skreslenie farieb a slabé rozlíšenie obrazu. Koncom 19. storočia nemecký optický fyzik Ernst Abbe zistil, že šošovky potiahnuté olejom zabraňujú skresleniu svetla pri vysokom rozlíšení. Vynález mikroskopu pomohol veľkému ruskému vedcovi-encyklopedistovi Lomonosovovi v polovici 18. storočia uskutočniť jeho experimenty, ktorými pohol ruskou vedou.

Moderný vývoj mikroskopie

V roku 1931 začali nemeckí vedci pracovať na vynáleze elektrónového mikroskopu. Tento druh zariadenia sústreďuje elektróny na vzorku a vytvára obraz, ktorý je možné zachytiť elektronicky citlivým prvkom. Tento model umožňuje vedcom zobraziť veľmi jemné detaily s až miliónnásobným zväčšením. Jedinou nevýhodou je, že živé bunky nemožno pozorovať elektrónovým mikroskopom. Digitálne a ďalšie nové technológie však vytvorili nový nástroj pre mikrobiológov.

Nemci, Ernst Ruska a Dr Max Knoll, najprv vytvorili "šošovku" magnetického poľa a elektrického prúdu. Do roku 1933 vedci zostrojili elektrónový mikroskop, ktorý prekonal limity zväčšenia vtedajšieho optického mikroskopu.

Ernst za svoju prácu dostal v roku 1986 Nobelovu cenu za fyziku. Elektrónový mikroskop môže dosiahnuť oveľa vyššie rozlíšenie, pretože vlnová dĺžka elektrónu je kratšia ako vlnová dĺžka viditeľného svetla, najmä ak je elektrón zrýchlený vo vákuu.

Svetelná a elektrónová mikroskopia napreduje v 20. storočí. Lupy dnes na prezeranie vzoriek používajú fluorescenčné štítky alebo polarizačné filtre. Modernejšie sa používajú na zachytávanie a analýzu obrázkov, ktoré nie sú pre ľudské oko viditeľné.

Vynález mikroskopu v 16. storočí umožnil vytvárať už reflexné, fázové, kontrastné, konfokálne a dokonca aj ultrafialové zariadenia..

Moderné elektronické zariadenia môžu poskytnúť obraz dokonca aj jedného atómu.

Odoslanie dobrej práce do databázy znalostí je jednoduché. Použite nižšie uvedený formulár

Študenti, postgraduálni študenti, mladí vedci, ktorí pri štúdiu a práci využívajú vedomostnú základňu, vám budú veľmi vďační.

Uverejnené dňa http://www.allbest.ru/

Abstrakt na tému:

Moderné metódy mikroskopického výskumu

Vyplnené študentom

2. ročník 12 skupín

Schukina Serafima Sergejevna

Úvod

1. Typy mikroskopie

1.1 Svetelná mikroskopia

1.2 Fázová kontrastná mikroskopia

1.3 Interferenčná mikroskopia

1.4 Polarizačná mikroskopia

1.5 Fluorescenčná mikroskopia

1.6 Ultrafialová mikroskopia

1.7 Infračervená mikroskopia

1.8 Stereoskopická mikroskopia

1.9 Elektrónová mikroskopia

2. Niektoré typy moderných mikroskopov

2.1 Historické pozadie

2.2 Hlavné komponenty mikroskopu

2.3 Typy mikroskopov

Záver

Zoznam použitej literatúry

Úvod

Mikroskopické metódy výskumu - spôsoby štúdia rôznych predmetov pomocou mikroskopu. V biológii a medicíne tieto metódy umožňujú študovať štruktúru mikroskopických objektov, ktorých rozmery presahujú rozlišovaciu schopnosť ľudského oka. Základom mikroskopických výskumných metód (M.m.i.) je svetelná a elektrónová mikroskopia. V praktickej a vedeckej činnosti lekári rôznych odborností - virológovia, mikrobiológovia, cytológovia, morfológovia, hematológovia atď., okrem klasickej svetelnej mikroskopie využívajú fázovo kontrastnú, interferenčnú, luminiscenčnú, polarizačnú, stereoskopickú, ultrafialovú, infračervenú mikroskopiu. Tieto metódy sú založené na rôznych vlastnostiach svetla. V elektrónovej mikroskopii vzniká obraz predmetov štúdia v dôsledku usmerneného toku elektrónov.

mikroskopia polarizačné ultrafialové

1. Druhy mikroskopie

1.1 Svetelná mikroskopia

Pre svetelnú mikroskopiu a iné M.m.i. Okrem rozlíšenia mikroskopu je určujúcim faktorom povaha a smer svetelného lúča, ako aj vlastnosti skúmaného objektu, ktoré môžu byť priehľadné a nepriehľadné. V závislosti od vlastností objektu sa menia fyzikálne vlastnosti svetla – jeho farba a jas súvisiaci s vlnovou dĺžkou a amplitúdou, fázou, rovinou a smerom šírenia vĺn. Na využití týchto vlastností svetla sú postavené rôzne M. m. a. Pre svetelnú mikroskopiu sa biologické objekty zvyčajne farbia, aby sa odhalila jedna alebo druhá z ich vlastností ( ryža. jeden ). V tomto prípade musia byť tkanivá fixované, pretože farbenie odhaľuje určité štruktúry iba usmrtených buniek. V živej bunke je farbivo izolované v cytoplazme vo forme vakuoly a nefarbí jej štruktúru. Živé biologické objekty však možno študovať aj vo svetelnom mikroskope metódou vitálnej mikroskopie. V tomto prípade sa používa tmavý kondenzor, ktorý je zabudovaný v mikroskope.

Ryža. Obr. 1. Mikropreparácia myokardu v prípade náhleho úmrtia na akútnu koronárnu insuficienciu: Leeovo farbenie odhaľuje kontraktúrne nadmerné kontrakcie myofibríl (oblasti červenej farby); 250 Ch.

1.2 Fázová kontrastná mikroskopia

Mikroskopia s fázovým kontrastom sa používa aj na štúdium živých a nezafarbených biologických objektov. Je založená na difrakcii lúča svetla v závislosti od charakteristík vyžarovaného objektu. Tým sa mení dĺžka a fáza svetelnej vlny. Objektív špeciálneho mikroskopu s fázovým kontrastom obsahuje priesvitnú fázovú doštičku. Živé mikroskopické predmety alebo pevné, ale nie farebné mikroorganizmy a bunky vďaka svojej priehľadnosti prakticky nemenia amplitúdu a farbu svetelného lúča, ktorý nimi prechádza, čo spôsobuje iba posun fázy jeho vlny. Po prechode skúmaným objektom sa však svetelné lúče odchýlia od priesvitnej fázovej platne. V dôsledku toho vzniká rozdiel vo vlnovej dĺžke medzi lúčmi, ktoré prešli objektom, a lúčmi svetlého pozadia. Ak je tento rozdiel aspoň 1/4 vlnovej dĺžky, objaví sa vizuálny efekt, v ktorom je tmavý objekt jasne viditeľný na svetlom pozadí alebo naopak, v závislosti od vlastností fázovej dosky.

1.3 interferenčnej mikroskopie

Interferenčná mikroskopia rieši rovnaké problémy ako mikroskopia s fázovým kontrastom. Ak však tento umožňuje pozorovať iba obrysy predmetov štúdia, potom pomocou interferenčnej mikroskopie je možné študovať detaily priehľadného objektu a vykonávať ich kvantitatívnu analýzu. To sa dosiahne rozdvojením lúča svetla v mikroskope: jeden z lúčov prechádza cez časticu pozorovaného objektu a druhý okolo nej. V okuláre mikroskopu sú oba lúče spojené a navzájom sa rušia. Výsledný fázový rozdiel možno merať tak, že sa určí. veľa rôznych bunkových štruktúr. Sekvenčné meranie fázového rozdielu svetla so známymi indexmi lomu umožňuje určiť hrúbku živých predmetov a nefixovaných tkanív, koncentráciu vody a sušiny v nich, obsah bielkovín atď. Na základe údajov z interferenčnej mikroskopie , možno nepriamo posúdiť priepustnosť membrán, aktivitu enzýmov, bunkový metabolizmus predmetov štúdia.

1.4 Polarizačná mikroskopia

Polarizačná mikroskopia umožňuje študovať predmety štúdia vo svetle tvorenom dvoma lúčmi polarizovanými vo vzájomne kolmých rovinách, teda v polarizovanom svetle. Na to sa používajú filmové polaroidy alebo Nicol hranoly, ktoré sa vložia do mikroskopu medzi zdroj svetla a prípravok. Polarizácia sa mení pri prechode (alebo odraze) svetelných lúčov cez rôzne štruktúrne zložky buniek a tkanív, ktorých vlastnosti sú nehomogénne. V takzvaných izotropných štruktúrach rýchlosť šírenia polarizovaného svetla nezávisí od roviny polarizácie, v anizotropných štruktúrach sa rýchlosť šírenia mení v závislosti od smeru svetla pozdĺž pozdĺžneho alebo kúpeľového svetla v norme.

Ryža. 2a). Mikropreparácia myokardu v polarizácii priečnej osi objektu.

Ak je index lomu svetla pozdĺž štruktúry väčší ako v priečnom smere, vzniká pozitívny dvojlom, s opačnými vzťahmi - negatívny dvojlom. Mnohé biologické objekty majú striktnú molekulárnu orientáciu, sú anizotropné a majú pozitívny dvojitý lom svetla. Takéto vlastnosti majú myofibrily, mihalnice ciliovaného epitelu, neurofibrily, kolagénové vlákna atď. obr.2 Polarizačná mikroskopia je jednou z histologických výskumných metód, metóda mikrobiologickej diagnostiky, využíva sa v cytologických štúdiách a pod. Zároveň môžu byť farbené aj nefarbené a nefixované, tzv. natívne preparáty tkanivových rezov. skúmať v polarizovanom svetle.

Ryža. 2b). Mikropreparácia myokardu v polarizovanom svetle s náhlou smrťou na akútnu koronárnu insuficienciu - identifikujú sa oblasti, v ktorých nie je charakteristické priečne pruhovanie kardiomyocytov; 400 Ch.

1.5 Fluorescenčná mikroskopia

Fluorescenčná mikroskopia je široko používaná. Je založená na vlastnosti niektorých látok dávať luminiscenciu - luminiscenciu v UV lúčoch alebo v modrofialovej časti spektra. Mnohé biologické látky, ako sú jednoduché bielkoviny, koenzýmy, niektoré vitamíny a liečivá, majú svoju vlastnú (primárnu) luminiscenciu. Ostatné látky začnú žiariť až vtedy, keď sa k nim pridajú špeciálne farbivá – fluorochrómy (sekundárna luminiscencia). Fluorochrómy môžu byť v bunke distribuované difúzne alebo selektívne farbiť jednotlivé bunkové štruktúry alebo určité chemické zlúčeniny biologického objektu. Toto je základ pre použitie luminiscenčnej mikroskopie v cytologických a histochemických štúdiách. Pomocou imunofluorescencie vo fluorescenčnom mikroskope sa zisťujú vírusové antigény a ich koncentrácia v bunkách, identifikujú sa vírusy, stanovujú sa antigény a protilátky, hormóny, rôzne metabolické produkty atď. ( ryža. 3 ). V tomto smere sa luminiscenčná mikroskopia využíva pri laboratórnej diagnostike infekcií ako je herpes, mumps, vírusová hepatitída, chrípka a pod., využíva sa pri rýchlej diagnostike respiračných vírusových infekcií, skúmaní odtlačkov z nosovej sliznice pacientov a pri diferenciálnu diagnostiku rôznych infekcií. V patomorfológii sa pomocou luminiscenčnej mikroskopie rozpoznávajú zhubné nádory v histologických a cytologických preparátoch, v počiatočných štádiách infarktu myokardu sa stanovujú oblasti ischémie srdcového svalu a v tkanivových biopsiách sa zisťuje amyloid.

Ryža. 3. Mikropreparácia peritoneálneho makrofágu v bunkovej kultúre, fluorescenčná mikroskopia.

1.6 ultrafialová mikroskopia

Ultrafialová mikroskopia je založená na schopnosti určitých látok, ktoré tvoria živé bunky, mikroorganizmy alebo fixované, ale nezafarbené priehľadné tkanivá vo viditeľnom svetle, absorbovať UV žiarenie s určitou vlnovou dĺžkou (400-250 nm). Túto vlastnosť majú vysokomolekulové zlúčeniny, ako sú nukleové kyseliny, bielkoviny, aromatické kyseliny (tyrozín, tryptofán, metylalanín), purínové a pyramínové zásady a pod.. Pomocou ultrafialovej mikroskopie sa špecifikuje lokalizácia a množstvo týchto látok a v r. prípad štúdia živých predmetov, ich zmien v procese života.

1.7 infračervená mikroskopia

Infračervená mikroskopia umožňuje študovať objekty, ktoré sú nepriepustné pre viditeľné svetlo a UV žiarenie tým, že svojimi štruktúrami absorbuje svetlo s vlnovou dĺžkou 750–1200 nm. Infračervená mikroskopia nevyžaduje predchádzajúce chem. spracovanie liečiv. Tento typ M. m. a. najčastejšie sa používa v zoológii, antropológii a iných odvetviach biológie. V medicíne sa infračervená mikroskopia používa najmä v neuromorfológii a oftalmológii.

1.8 stereoskopická mikroskopia

Stereoskopická mikroskopia sa používa na štúdium objemových objektov. Dizajn stereoskopických mikroskopov umožňuje vidieť predmet štúdia pravým a ľavým okom z rôznych uhlov. Preskúmajte nepriehľadné objekty pri relatívne malom zväčšení (až 120x). Stereoskopická mikroskopia nachádza uplatnenie v mikrochirurgii, v patomorfológii so špeciálnym štúdiom biopsie, chirurgického a rezového materiálu, vo forenznom laboratórnom výskume.

1.9 elektrónová mikroskopia

Elektrónová mikroskopia sa používa na štúdium štruktúry buniek, tkanív mikroorganizmov a vírusov na subcelulárnej a makromolekulárnej úrovni. Tento M. m. a. umožnilo prejsť na kvalitatívne novú úroveň štúdia hmoty. Našiel široké uplatnenie v morfológii, mikrobiológii, virológii, biochémii, onkológii, genetike a imunológii. Prudké zvýšenie rozlišovacej schopnosti elektrónového mikroskopu zabezpečuje prúdenie elektrónov vo vákuu cez elektromagnetické polia vytvorené elektromagnetickými šošovkami. Elektróny môžu prechádzať štruktúrami skúmaného objektu (transmisná elektrónová mikroskopia) alebo sa od nich odrážať (skenovacia elektrónová mikroskopia), pričom sa odchyľujú v rôznych uhloch, výsledkom čoho je obraz na luminiscenčnej obrazovke mikroskopu. Transmisnou (transmisnou) elektrónovou mikroskopiou sa získa rovinný obraz štruktúr ( ryža. 4 ), so skenovaním - objemovým ( ryža. päť ). Kombinácia elektrónovej mikroskopie s inými metódami, napríklad autorádiografiou, histochemickými, imunologickými výskumnými metódami, umožňuje elektrónové rádioautografické, elektrónové histochemické, elektrónové imunologické štúdie.

Ryža. 4. Elektrónový difraktogram kardiomyocytu získaný transmisnou (transmisnou) elektrónovou mikroskopiou: sú dobre viditeľné subcelulárne štruktúry; 22 000 Ch.

Elektrónová mikroskopia si vyžaduje špeciálnu prípravu predmetov štúdia, najmä chemickú alebo fyzikálnu fixáciu tkanív a mikroorganizmov. Bioptický materiál a rezový materiál sa po fixácii dehydrujú, nalejú do epoxidových živíc, režú sklenenými alebo diamantovými nožmi na špeciálnych ultratómoch, ktoré umožňujú získať ultratenké tkanivové rezy s hrúbkou 30–50 nm. Sú kontrastované a potom skúmané pod elektrónovým mikroskopom. V skenovacom (skenovacom) elektrónovom mikroskope sa študuje povrch rôznych predmetov tak, že sa na ne vo vákuovej komore ukladajú látky s hustotou elektrónov, a skúma sa tzv. repliky, ktoré sledujú obrysy vzorky.

Ryža. 5. Elektrónový difrakčný obrazec leukocytu a ním fagocytovanej baktérie získaný rastrovacím elektrónovým mikroskopom; 20 000 CH.

2. Niektoré typy moderných mikroskopov

Mikroskop s fázovým kontrastom(anoptrálny mikroskop) sa používa na štúdium priehľadných predmetov, ktoré nie sú viditeľné vo svetlom poli a nepodliehajú farbeniu v dôsledku výskytu anomálií v skúmaných vzorkách.

interferenčný mikroskop umožňuje študovať objekty s nízkym indexom lomu a extrémne malými hrúbkami.

Ultrafialové a infračervené mikroskopy určené na štúdium objektov v ultrafialovej alebo infračervenej časti svetelného spektra. Sú vybavené fluorescenčnou clonou, na ktorej sa vytvára obraz testovaného prípravku, kamerou s fotografickým materiálom citlivým na tieto žiarenia, prípadne elektrónovo-optickým prevodníkom na vytváranie obrazu na obrazovke osciloskopu. Vlnová dĺžka ultrafialovej časti spektra je 400-250 nm, preto je možné v ultrafialovom mikroskope dosiahnuť vyššie rozlíšenie ako vo svetelnom mikroskope, kde sa osvetlenie uskutočňuje žiarením viditeľného svetla s vlnovou dĺžkou 700-400 nm. . Výhodou tohto M. je aj to, že predmety neviditeľné v bežnom svetelnom mikroskope sa stávajú viditeľnými, pretože absorbujú UV žiarenie. V infračervenom mikroskope sa objekty pozorujú na obrazovke elektrónovo-optického konvertora alebo fotografujú. Infračervená mikroskopia sa používa na štúdium vnútornej štruktúry nepriehľadných predmetov.

polarizačný mikroskop umožňuje identifikovať heterogenity (anizotropiu) štruktúry pri štúdiu štruktúry tkanív a útvarov v tele v polarizovanom svetle. Osvetlenie preparátu v polarizačnom mikroskope sa uskutočňuje cez polarizačnú dosku, ktorá zabezpečuje prechod svetla v určitej rovine šírenia vĺn. Pri zmenách polarizovaného svetla, interakcie so štruktúrami, štruktúry ostro kontrastujú, čo sa široko používa v biomedicínskom výskume pri štúdiu krvných produktov, histologických preparátov, rezov zubov, kostí atď.

Fluorescenčný mikroskop(ML-2, ML-3) je určený na štúdium luminiscenčných objektov, čo sa dosahuje ich osvetlením UV žiarením. Pozorovaním alebo fotografovaním preparátov vo svetle ich viditeľnej excitovanej fluorescencie (t.j. v odrazenom svetle) je možné posúdiť štruktúru testovanej vzorky, ktorá sa používa v histochémii, histológii, mikrobiológii a imunologických štúdiách. Priame farbenie luminiscenčnými farbivami umožňuje jasnejšie identifikovať bunkové štruktúry, ktoré sú ťažko viditeľné vo svetelnom mikroskope.

Röntgenový mikroskop používané na štúdium objektov v röntgenovom žiarení, preto sú takéto mikroskopy vybavené mikrofokusovým zdrojom röntgenového žiarenia, konvertorom röntgenového obrazu na viditeľný - elektrónovo-optický konvertor, ktorý vytvára viditeľný obraz na trubici osciloskopu alebo na fotografický film. Röntgenové mikroskopy majú lineárne rozlíšenie až 0,1 µm, čo umožňuje študovať jemné štruktúry živej hmoty.

Elektrónový mikroskop určené na štúdium ultrajemných štruktúr, ktoré sú nerozoznateľné vo svetelných mikroskopoch. Na rozdiel od svetla je v elektrónovom mikroskope rozlíšenie určené nielen difrakčnými javmi, ale aj rôznymi aberáciami elektronických šošoviek, ktoré je takmer nemožné opraviť. Zameranie mikroskopu sa vykonáva hlavne diafragmovaním v dôsledku použitia malých otvorov elektrónových lúčov.

2.1 Historické pozadie

Vlastnosť systému dvoch šošoviek poskytovať zväčšené obrazy predmetov bola známa už v 16. storočí. v Holandsku a severnom Taliansku remeselníkom, ktorí vyrábali okuliarové šošovky. Existujú dôkazy, že okolo roku 1590 zostrojil nástroj typu M Z. Jansen (Holandsko). Rýchle rozšírenie M. a ich zdokonaľovanie, najmä optikmi, sa začína v rokoch 1609 – 10, keď G. Galileo študoval ďalekohľad, ktorý navrhol (pozri Spotting Scope), použil ho ako M., pričom zmenil vzdialenosť medzi šošovkami a okulár. Prvé skvelé úspechy pri použití M. vo vedeckom výskume sú spojené s menami R. Hooka (okolo 1665; najmä zistil, že živočíšne a rastlinné tkanivá majú bunkovú štruktúru) a najmä A. Leeuwenhoeka, ktorý objavil mikroorganizmy pomocou M. (1673-- 77). Začiatkom 18. stor M. sa objavil v Rusku: tu L. Euler (1762; Dioptria, 1770–71) vyvinul metódy na výpočet optických jednotiek M. V roku 1827 J. B. Amici ako prvý použil imerznú šošovku v M.. V roku 1850 vytvoril anglický optik G. Sorby prvý mikroskop na pozorovanie predmetov v polarizovanom svetle.

Široký rozvoj metód mikroskopického výskumu a zdokonaľovania rôznych typov M. v 2. polovici 19. a v 20. storočí. K vedeckej činnosti výrazne prispela vedecká činnosť E. Abbeho, ktorý vypracoval (1872–73) klasickú teóriu vzniku obrazov nesvietivých objektov v M. V roku 1893 anglický vedec J. Sirks položil tzv. základ pre interferenčnú mikroskopiu. V roku 1903 rakúska výskumníci R. Zigmondy a G. Siedentopf vytvorili tzv. ultramikroskop. V roku 1935 F. Zernike navrhol metódu fázového kontrastu na pozorovanie priehľadných objektov, ktoré slabo rozptyľujú svetlo v M.. Veľký prínos do teórie a praxe mikroskopie mali sovy. vedci - L. I. Mandelstam, D. S. Roždestvensky, A. A. Lebedev, V. P. Linnik.

2.2 Hlavné komponenty mikroskopu

Vo väčšine typov M. (s výnimkou inverzných, pozri nižšie) je nad stolíkom predmetov, na ktorom je prípravok upevnený, umiestnené zariadenie na pripevnenie šošoviek a pod stolom je inštalovaný kondenzor. Každý M. má tubus (tubus), v ktorom sú inštalované okuláre; Povinnou výbavou M.. sú aj mechanizmy na hrubé a jemné zaostrovanie (vykonávané zmenou vzájomnej polohy preparátu, objektívu a okuláru). Všetky tieto uzly sú namontované na statíve alebo M tele.

Typ použitého kondenzátora závisí od výberu metódy pozorovania. Kondenzátory s jasným poľom a kondenzory na pozorovanie metódou fázového alebo interferenčného kontrastu sú systémy s dvomi alebo tromi šošovkami, ktoré sa navzájom výrazne líšia. V prípade kondenzorov s jasným poľom môže numerická apertúra dosiahnuť hodnotu 1,4; zahŕňajú apertúrnu irisovú clonu, ktorá môže byť niekedy posunutá do strany, aby sa dosiahlo šikmé osvetlenie preparátu. Kondenzátory s fázovým kontrastom sú vybavené prstencovými membránami. Komplexné systémy šošoviek a zrkadiel sú kondenzátory tmavého poľa. Samostatnú skupinu tvoria epikondenzátory, ktoré sú nevyhnutné pri pozorovaní metódou tmavého poľa v odrazenom svetle, sústava prstencových šošoviek a zrkadiel inštalovaných okolo šošovky. V UV mikroskopii sa používajú špeciálne zrkadlové šošovky a šošovkové kondenzory, ktoré sú priepustné pre ultrafialové lúče.

Šošovky vo väčšine moderných mikroskopov sú zameniteľné a vyberajú sa v závislosti od konkrétnych podmienok pozorovania. Často je niekoľko šošoviek upevnených v jednej otočnej (tzv. otočnej) hlave; Výmena šošovky sa v tomto prípade vykonáva jednoduchým otočením hlavy. Podľa stupňa korekcie chromatickej aberácie (pozri Chromatická aberácia) rozlišujeme mikrošošovky achromáty a apochromáty (pozri Achromát). Prvé sú dizajnovo najjednoduchšie; chromatická aberácia je v nich korigovaná len pre dve vlnové dĺžky a pri osvetlení objektu bielym svetlom zostáva obraz mierne farebný. V apochromatoch je táto aberácia korigovaná pre tri vlnové dĺžky a poskytujú bezfarebné obrázky. Rovina obrazu achromátov a apochromátov je trochu zakrivená (pozri Zakrivenie poľa). Akomodácia oka a možnosť prezerania celého zorného poľa pomocou preostrovania M. tento nedostatok vo vizuálnom pozorovaní čiastočne kompenzuje, ale veľmi ovplyvňuje mikrofotografiu - krajné časti obrazu sú rozmazané. Preto sú široko používané mikroobjektívy s dodatočnou korekciou zakrivenia poľa - planachromáty a planapochromáty. V kombinácii s klasickými šošovkami sa používajú špeciálne projekčné systémy - gomaly, vložené namiesto okulárov a korigujúce zakrivenie povrchu obrazu (sú nevhodné na vizuálne pozorovanie).

Okrem toho sa mikroobjektívy líšia: a) z hľadiska spektrálnych charakteristík - pre šošovky pre viditeľnú oblasť spektra a pre UV a IR mikroskopiu (šošovka alebo zrkadlová šošovka); b) podľa dĺžky tubusu, pre ktorý sú určené (v závislosti od vyhotovenia M.), - pre šošovky pre tubus 160 mm, pre tubus 190 mm a pre tzv. „dĺžka tubusu je nekonečná“ (posledné vytvárajú obraz „v nekonečne“ a používajú sa v spojení s prídavnou – tzv. tubusovou – šošovkou, ktorá prenáša obraz do ohniskovej roviny okuláru); c) podľa média medzi šošovkou a prípravkom - do sucha a ponorenia; d) podľa spôsobu pozorovania - na bežné, fázovo kontrastné, interferenčné a pod.; e) podľa druhu prípravkov - pre prípravky s krycím sklíčkom a bez neho. Samostatným typom sú epi šošovky (kombinácia klasickej šošovky s epikondenzorom). Rozmanitosť šošoviek je spôsobená rôznorodosťou metód mikroskopického pozorovania a konštrukciou mikroskopov, ako aj rozdielmi v požiadavkách na korekciu aberácií pri rôznych pracovných podmienkach. Preto je možné každý objektív používať len v podmienkach, pre ktoré bol navrhnutý. Napríklad šošovka určená pre tubus 160 mm nemôže byť použitá v M. s dĺžkou tubusu 190 mm; So šošovkou krycieho sklíčka nie je možné sklíčka bez krycieho sklíčka pozorovať. Zvlášť dôležité je dodržať konštrukčné podmienky pri práci so suchými šošovkami veľkých otvorov (A > 0,6), ktoré sú veľmi citlivé na akékoľvek odchýlky od normy. Hrúbka krycích sklíčok pri práci s týmito objektívmi by mala byť 0,17 mm. Imerznú šošovku možno použiť len s imerznou šošovkou, pre ktorú bola navrhnutá.

Typ okuláru použitého na tento spôsob pozorovania je určený výberom M objektívu. kompenzačné okuláre vypočítané tak, že ich zvyšková chromatická aberácia má iné znamienko ako šošovky, čo zlepšuje kvalitu obrazu. Okrem toho existujú špeciálne fotografické okuláre a projekčné okuláre, ktoré premietajú obraz na plátno alebo fotografickú platňu (sem patria aj vyššie spomínané gomály). Samostatnú skupinu tvoria quartzové okuláre, ktoré sú priepustné pre UV lúče.

Rôzne doplnky k M. umožňujú zlepšiť podmienky dohľadu a rozšíriť možnosti výskumu. Iluminátory rôznych typov sú navrhnuté tak, aby vytvárali najlepšie svetelné podmienky; očné mikrometre (pozri Okulárový mikrometer) sa používajú na meranie veľkosti predmetov; binokulárne trubice umožňujú pozorovať liek súčasne oboma očami; na mikrofotografiu sa používajú mikrofotografické nástavce a mikrofotografické nastavenia; kresliace zariadenia umožňujú skicovať obrázky. Na kvantitatívne štúdie sa používajú špeciálne zariadenia (napríklad mikrospektrofotometrické dýzy).

2.3 Typy mikroskopov

Konštrukcia M., jeho vybavenie a vlastnosti jeho hlavných jednotiek sú určené buď oblasťou použitia, rozsahom problémov a povahou objektov, pre ktoré je určený, alebo metódou (metódami) pozorovania, pre ktoré je určený, alebo oboma. To všetko viedlo k vytvoreniu rôznych typov špecializovaných metrík, ktoré umožňujú študovať prísne definované triedy objektov (alebo dokonca len niektoré ich špecifické vlastnosti) s vysokou presnosťou. Na druhej strane existujú tzv. univerzálny M., pomocou ktorého je možné rôznymi metódami pozorovať rôzne predmety.

Biologické M. patria medzi najčastejšie. Používajú sa na botanický, histologický, cytologický, mikrobiologický a lekársky výskum, ako aj v oblastiach, ktoré priamo nesúvisia s biológiou – na pozorovanie priehľadných objektov v chémii, fyzike atď.. Existuje mnoho modelov biologických M., ktoré sa líšia v ich konštruktívnom dizajne a doplnkoch, ktoré výrazne rozširujú škálu skúmaných objektov. Toto príslušenstvo zahŕňa: vymeniteľné iluminátory pre prechádzajúce a odrážané svetlo; vymeniteľné kondenzátory pre prácu na metódach svetlých a tmavých polí; zariadenia na fázový kontrast; očné mikrometre; mikrofotografické nástavce; sady svetelných filtrov a polarizačných prístrojov, ktoré umožňujú využiť techniku ​​luminiscenčnej a polarizačnej mikroskopie v bežných (nešpecializovaných) M.. V pomocnom zariadení pre biologické M. zohrávajú obzvlášť dôležitú úlohu prostriedky mikroskopickej techniky (pozri Mikroskopická technika), určené na prípravu preparátov a vykonávanie rôznych operácií s nimi, a to aj priamo počas procesu pozorovania (pozri Mikromanipulátor, Mikrotóm).

Biologické výskumné mikroskopy sú vybavené sadou výmenných šošoviek pre rôzne podmienky a spôsoby pozorovania a typy preparátov, vrátane epiobjektívov pre odrazené svetlo a často fázovo kontrastných šošoviek. Sada objektívov zodpovedá súprave okulárov na vizuálne pozorovanie a mikrofotografiu. Obvykle takí M. majú binokulárne tubusy na pozorovanie dvoma očami.

Okrem univerzálnych M. sa v biológii široko používajú aj rôzne M., špecializované na metódu pozorovania (pozri nižšie).

Inverzné mikroskopy sa vyznačujú tým, že šošovka v nich je umiestnená pod pozorovaným objektom a kondenzor je na vrchu. Smer lúčov prechádzajúcich zhora nadol cez šošovku mení sústava zrkadiel a do oka pozorovateľa dopadajú ako obvykle zdola nahor ( ryža. 8). M. tohto typu sú určené na štúdium objemných predmetov, ktoré je ťažké alebo nemožné umiestniť na stoly predmetov konvenčných M. V biológii sa pomocou takýchto M. študujú tkanivové kultúry v živnom médiu, ktoré sa umiestnené v termostatickej komore na udržanie danej teploty. Inverzné merače sa používajú aj na štúdium chemických reakcií, stanovenie teplôt topenia materiálov a v iných prípadoch, keď je na vykonávanie pozorovaných procesov potrebné ťažkopádne pomocné zariadenie. Inverzné mikroskopy sú vybavené špeciálnymi prístrojmi a kamerami na mikrofotografiu a filmové mikrofilmovanie.

Schéma inverzného mikroskopu je obzvlášť vhodná na pozorovanie štruktúr rôznych povrchov v odrazenom svetle. Preto sa používa vo väčšine metalografických M. V nich sa vzorka (rez kovu, zliatiny alebo minerálu) inštaluje na stôl lešteným povrchom dole a zvyšok môže mať ľubovoľný tvar a nevyžaduje žiadne spracovanie. Existujú aj metalografické M., v ktorých je predmet umiestnený zospodu a upevňuje ho na špeciálnu dosku; vzájomná poloha uzlov v takýchto metroch je rovnaká ako v bežných (neobrátených) metroch.Sledovaný povrch je často predbežne vyleptaný, takže zrná jeho štruktúry sa stávajú od seba ostro rozlíšiteľné. V M. tohto typu môžete použiť metódu svetlého poľa s priamym a šikmým osvetlením, metódu tmavého poľa a pozorovanie v polarizovanom svetle. Pri práci v jasnom poli šošovka súčasne slúži ako kondenzor. Na osvetlenie tmavého poľa sa používajú zrkadlové parabolické epikondenzátory. Zavedenie špeciálneho pomocného zariadenia umožňuje realizovať fázový kontrast v metalografickom M. s konvenčnou šošovkou ( ryža. deväť).

Luminiscenčné mikroskopy sú vybavené sadou vymeniteľných svetelných filtrov, ktorých výberom je možné v žiarení iluminátora vyčleniť časť spektra, ktorá vybudí luminiscenciu konkrétneho skúmaného objektu. Zvolený je aj svetelný filter, ktorý prepúšťa z objektu iba luminiscenčné svetlo. Žiara mnohých predmetov je excitovaná UV lúčmi alebo krátkovlnnou časťou viditeľného spektra; preto sú zdroje svetla v luminiscenčných výbojkách ultravysokotlakové ortuťové výbojky, ktoré vydávajú práve takéto (a veľmi jasné) žiarenie (pozri svetelné zdroje s plynovou výbojkou). Okrem špeciálnych modelov luminiscenčných lámp existujú luminiscenčné zariadenia používané v spojení s konvenčnými svietidlami; obsahujú iluminátor s ortuťovou výbojkou, sadu svetelných filtrov atď. nepriehľadný iluminátor na nasvietenie prípravkov zhora.

Ultrafialové a infračervené mikroskopy sa používajú na výskum v oblastiach spektra neviditeľných pre oko. Ich základné optické schémy sú podobné tým, ktoré majú konvenčné MM. Kvôli veľkým ťažkostiam pri korekcii aberácií v UV a IR oblasti, kondenzor a objektív v takýchto MM často predstavujú systémy zrkadlových šošoviek, v ktorých je chromatická aberácia výrazne znížená alebo úplne chýba . Šošovky sú vyrobené z materiálov, ktoré sú priehľadné pre UV (kremeň, fluorit) alebo IR (kremík, germánium, fluorit, fluorid lítny) žiarenie. Ultrafialové a infračervené M. sú dodávané s kamerami, v ktorých je fixovaný neviditeľný obraz; vizuálne pozorovanie cez okulár v bežnom (viditeľnom) svetle slúži, pokiaľ je to možné, len na predbežné zaostrenie a orientáciu objektu v zornom poli M. Tieto M. majú spravidla elektrónovo-optické konvertory, ktoré premieňajú neviditeľný obraz do viditeľného.

Polarizačné merače sú určené na štúdium (pomocou optických kompenzátorov) zmien polarizácie svetla, ktoré prešlo objektom alebo sa od neho odrazilo, čo otvára možnosti pre kvantitatívne alebo semikvantitatívne stanovenie rôznych charakteristík opticky aktívnych objektov. Uzly takýchto M. sú obyčajne vyrobené tak, aby uľahčili presné merania: okuláre sa dodávajú s nitkovým krížom, mikrometrovou stupnicou alebo mriežkou; otočný objektový stôl -- s goniometrickou končatinou na meranie uhla natočenia; často je k tabuľke objektov pripevnená Fedorovova tabuľka (pozri Fedorovovu tabuľku), ktorá umožňuje ľubovoľne otáčať a nakláňať preparát, aby sa našla kryštalografická a kryštálovo-optická os. Šošovky polarizačných šošoviek sú špeciálne vybrané tak, aby v ich šošovkách nedochádzalo k vnútorným napätiam, ktoré vedú k depolarizácii svetla. M. tohto typu má zvyčajne pomocnú šošovku (tzv. Bertrandovu šošovku) zapínateľnú a vypínateľnú, ktorá sa používa na pozorovania v prechádzajúcom svetle; umožňuje zvážiť interferenčné obrazce (pozri Kryštálová optika) tvorené svetlom v zadnej ohniskovej rovine objektívu po prechode cez skúmaný kryštál.

Pomocou interferenčných mikroskopov sa priehľadné predmety pozorujú metódou interferenčného kontrastu; mnohé z nich sú štrukturálne podobné konvenčným M., líšia sa len prítomnosťou špeciálneho kondenzora, objektívu a meracej jednotky. Ak sa pozorovanie uskutočňuje v polarizovanom svetle, potom sa takéto mikroskopy dodávajú s polarizátorom a analyzátorom. Podľa oblasti použitia (hlavne biologický výskum) možno tieto M. priradiť k špecializovaným biologickým M. Medzi interferometrické M. často patria aj mikrointerferometre - M. špeciálneho typu používaného na štúdium mikroreliéfu povrchov opracovaných kovových dielov.

Stereomikroskopy. Binokulárne tubusy používané v bežných mikroskopoch napriek pohodlnosti pozorovania dvoma očami nevytvárajú stereoskopický efekt: v tomto prípade rovnaké lúče vstupujú do oboch očí pod rovnakými uhlami, iba sú rozdelené na dva lúče hranolovým systémom. . Stereomikroskopy, ktoré poskytujú skutočne trojrozmerné vnímanie mikroobjektu, sú v skutočnosti dva mikroskopy vyrobené vo forme jedinej štruktúry tak, že pravé a ľavé oko pozoruje objekt pod rôznymi uhlami ( ryža. 10). Takéto M. sa najviac využívajú tam, kde je potrebné vykonávať akékoľvek operácie s predmetom v rámci pozorovania (biologický výskum, chirurgické operácie na cievach, mozgu, v oku - Mikrurgia, montáž miniatúrnych prístrojov, ako napr. Tranzistory), - stereoskopické vnímanie uľahčuje tieto operácie. Pohodlie orientácie v zornom poli M. zahŕňa aj jeho optická schéma hranolov, ktoré zohrávajú úlohu otočných systémov (pozri Systém otáčania); obraz v takom M. je rovný, nie prevrátený. Aký je teda zvyčajne uhol medzi optickými osami šošoviek v stereomikroskopoch? 12°, ich číselná apertúra spravidla nepresahuje 0,12. Preto užitočné zvýšenie takéhoto M. nie je väčšie ako 120.

Porovnávacie šošovky pozostávajú z dvoch štruktúrne kombinovaných bežných šošoviek s jedným očným systémom. Pozorovateľ vidí obrazy dvoch predmetov naraz v dvoch poloviciach zorného poľa takejto šošovky, čo umožňuje ich priame porovnanie z hľadiska farby, štruktúry, rozloženia prvkov a iných charakteristík. Porovnávacie markery sú široko používané pri hodnotení kvality povrchovej úpravy, určovaní stupňa (porovnanie s referenčnou vzorkou) atď. Špeciálne markery tohto typu sa používajú v kriminalistike najmä na identifikáciu zbrane, z ktorej bola skúmaná guľka vystrelená. .

V televízii M., pracujúcej podľa mikroprojekčnej schémy, sa obraz liečiva premieňa na sekvenciu elektrických signálov, ktoré potom tento obraz reprodukujú vo zväčšenej mierke na obrazovke katódovej trubice (pozri. katódová trubica) (kinoskop). V takomto M. je možné čisto elektronickými prostriedkami zmenou parametrov elektrického obvodu, ktorým signály prechádzajú, meniť kontrast obrazu a upravovať jeho jas. Elektrické zosilnenie signálov umožňuje premietanie obrazu na veľkú obrazovku, zatiaľ čo bežná mikroprojekcia vyžaduje extrémne silné osvetlenie, často škodlivé pre mikroskopické objekty. Veľkou výhodou televíznych meračov je, že s nimi možno na diaľku študovať objekty, ktorých blízkosť je pre pozorovateľa nebezpečná (napríklad rádioaktívne).

V mnohých štúdiách je potrebné spočítať mikroskopické častice (napríklad baktérie v kolóniách, aerosóly, častice v koloidných roztokoch, krvinky atď.), určiť plochy, ktoré zaberajú zrná rovnakého druhu v tenkých rezoch zliatiny, a vytvoriť ďalšie podobné merania. Transformácia obrazov v televíznych meračoch na sériu elektrických signálov (impulzov) umožnila zostrojiť automatické počítadlá mikročastíc, ktoré ich registrujú počtom impulzov.

Účelom meracích prístrojov je presné meranie lineárnych a uhlových rozmerov predmetov (často nie malých). Podľa spôsobu merania ich možno rozdeliť na dva typy. Meracie M. 1. typu sa používajú len v prípadoch, keď nameraná vzdialenosť nepresahuje lineárne rozmery zorného poľa M. Pri takýchto M. priamo (pomocou stupnice alebo skrutkového okulárového mikrometra (pozri Okulárový mikrometer) ) sa nemeria samotný predmet, ale jeho obraz v ohniskovej rovine okuláru a až potom sa podľa známej hodnoty zväčšenia šošovky vypočíta nameraná vzdialenosť na predmete. V týchto mikroskopoch sa obrazy predmetov často porovnávajú s príkladnými profilmi vytlačenými na platniach vymeniteľných hláv okulárov. Pri meraní 2. typ predmetovej tabuľky s objektom a telom M. je možné pomocou presných mechanizmov (častejšie - stôl vzhľadom k telu) voči sebe posúvať; meraním tohto pohybu pomocou mikrometrickej skrutky alebo stupnice pevne pripevnenej k podložke objektu sa určí vzdialenosť medzi pozorovanými prvkami objektu. Existujú meracie meradlá, pri ktorých sa meria len v jednom smere (jednosúradnicové merače). Oveľa bežnejšie sú M. s pohybmi stola objektu v dvoch kolmých smeroch (limity pohybu do 200-500 mm); Na špeciálne účely sa používajú M., pri ktorých sú možné merania (a následne aj relatívne pohyby stola a tela M.) v troch smeroch zodpovedajúcich trom osám pravouhlých súradníc. Na niektorých M. je možné vykonávať merania v polárnych súradniciach; na tento účel je tabuľka predmetov otočná a vybavená stupnicou a Noniusom na čítanie uhlov otáčania. Najpresnejšie meracie prístroje druhého typu používajú sklenené váhy a odčítanie na nich sa vykonáva pomocou pomocného (tzv. čítacieho) mikroskopu (pozri nižšie). Presnosť meraní v M. 2. typu je oveľa vyššia v porovnaní s M. 1. typu. V najlepších modeloch je presnosť lineárnych meraní zvyčajne rádovo 0,001 mm, presnosť merania uhlov je rádovo 1". Meracie metre 2. typu sú široko používané v priemysle (najmä v strojárstve) pre meranie a kontrola rozmerov častí strojov, nástrojov a pod.

V prístrojoch na obzvlášť presné merania (napríklad geodetické, astronomické a pod.) sa odčítanie na lineárnych mierkach a delených kruhoch goniometrických prístrojov robí pomocou špeciálnych čítacích prístrojov - mierok a mikrometrov. Prvý má pomocnú sklenenú stupnicu. Úpravou zväčšenia šošovky objektívu sa jej obraz zrovná s pozorovaným intervalom medzi dielikmi hlavnej stupnice (alebo kruhu), po ktorom spočítaním polohy pozorovaného dielika medzi ťahmi pomocnej stupnice môže sa priamo určí s presnosťou asi 0,01 intervalu medzi dielikmi. Presnosť odčítania (rádovo 0,0001 mm) je ešte vyššia u M. mikrometrov, v ktorých očnej časti je umiestnený závitový alebo špirálový mikrometer. Zväčšenie šošovky sa nastaví tak, aby pohyb závitu medzi obrazmi zdvihov meranej stupnice zodpovedal celočíselnému počtu závitov (alebo polovičných závitov) mikrometrovej skrutky.

Okrem tých, ktoré sú opísané vyššie, existuje značný počet ešte užšie špecializovaných typov teplomerov, napríklad teplomery na počítanie a analýzu stôp elementárnych častíc a fragmentov jadrového štiepenia v jadrových fotografických emulziách (pozri Jadrová fotografická emulzia), vysoko- teplomery na štúdium predmetov zohriatych na teplotu rádovo 2000 °C, kontaktné šošovky na štúdium povrchov živých orgánov zvierat a ľudí (šošovka v nich je pritlačená blízko k skúmanému povrchu a šošovka je zaostrená pomocou špeciálny vstavaný systém).

Záver

Čo môžeme očakávať od mikroskopie zajtrajška? Aké problémy možno očakávať, že sa vyriešia? V prvom rade - distribúcia do stále nových a nových objektov. Dosiahnutie atómového rozlíšenia je určite najväčším úspechom vedeckého a technického myslenia. Nezabúdajme však, že tento výdobytok zasahuje len do obmedzeného okruhu objektov, ktoré sú navyše umiestnené vo veľmi špecifických, nezvyčajných a výrazne ovplyvňujúcich podmienkach. Preto je potrebné usilovať sa o rozšírenie atómového rozlíšenia na široké spektrum objektov.

V priebehu času môžeme očakávať, že v mikroskopoch budú „pracovať“ aj iné nabité častice. Je však jasné, že tomu musí predchádzať hľadanie a vývoj silných zdrojov takýchto častíc; okrem toho bude vznik nového typu mikroskopu determinovaný vznikom špecifických vedeckých problémov, k riešeniu ktorých tieto nové častice rozhodujúcim spôsobom prispejú.

Zlepšia sa mikroskopické štúdie procesov v dynamike, t.j. vyskytujúce sa priamo v mikroskope alebo v zariadeniach s ním spojených. Takéto procesy zahŕňajú testovanie vzoriek v mikroskope (zahrievanie, naťahovanie atď.) priamo počas analýzy ich mikroštruktúry. Tu bude úspech spôsobený predovšetkým vývojom vysokorýchlostnej fotografickej technológie a zvýšením časového rozlíšenia detektorov (obrazoviek) mikroskopov, ako aj použitím výkonných moderných počítačov.

Zoznam použitej literatúry

1. Malá lekárska encyklopédia. -- M.: Lekárska encyklopédia. 1991--96

2. Prvá pomoc. -- M.: Veľká ruská encyklopédia. 1994

3. Encyklopedický slovník medicínskych termínov. -- M.: Sovietska encyklopédia. -- 1982--1984

4. http://dic.academic.ru/

5. http://ru.wikipedia.org/

6. www.golkom.ru

7. www.avicenna.ru

8. www.bionet.nsc.ru

Hostené na Allbest.ru

...

Podobné dokumenty

Charakterizácia laboratórnej diagnostiky vírusových infekcií pomocou elektrónovej mikroskopie. Príprava rezov postihnutého tkaniva na vyšetrenie. Popis metódy imunoelektrónovej mikroskopie. Imunologické metódy výskumu, popis priebehu analýzy.

semestrálna práca, pridaná 30.08.2009


Enalapril: hlavné vlastnosti a mechanizmus výroby. Infračervená spektroskopia ako metóda identifikácie enalaprilu. Metódy testovania čistoty danej liečivej látky. Farmakodynamika, farmakokinetika, použitie a vedľajšie účinky enalaprilu.

abstrakt, pridaný 13.11.2012


Metódy na štúdium mozgu: elektroencefalografické, neurologické, rádiologické a ultrazvukové. Moderné zobrazovacie metódy: počítačová tomografia, magnetická rezonancia, ventrikuloskopia, stereoskopická biopsia.

prezentácia, pridané 04.05.2015


Pojem antropometria, jej znaky, metódy a vývoj ako vedy, princípy antropometrického výskumu. Ľudská postava a jej typy. Hlavné typy telesných proporcií. Genetické podmienky somatickej konštitúcie. Typológia človeka podľa E. Kretschmera.

prezentácia, pridané 30.05.2012


Požiadavky na šijací materiál. Klasifikácia šijacieho materiálu. Druhy chirurgických ihiel. Uzly v chirurgii. Intradermálne stehy Halstead a Halstead-Zolton. Šev aponeurózy. Jednoradové, dvojradové a trojradové stehy. Hlavné typy cievnych stehov.

prezentácia, pridané 20.12.2014


Charakteristika druhu Origanum vulgare L. Stupeň chemického štúdia oregana a jeho biologicky aktívnych zlúčenín. Regulačné požiadavky na suroviny. Mikroskopické metódy výskumu. Kvalitatívne reakcie na kumaríny.

semestrálna práca, pridaná 5.11.2014


Podstata a charakteristické znaky štatistickej štúdie, požiadavky na ňu, použité metódy a techniky. Interpretácia a vyhodnotenie získaných výsledkov. Druhy pozorovaní a zásady ich realizácie. Klasifikácia prieskumov a analýza ich účinnosti.

prezentácia, pridané 18.12.2014


Koncepcia infektológie a infekčného procesu. Hlavné znaky, formy a zdroje infekčných chorôb. Druhy patogénnych mikroorganizmov. Obdobia infekčných chorôb u ľudí. Metódy mikrobiologického výskumu. metódy farbenia náteru.

prezentácia, pridané 25.12.2011


Prirodzené metódy antikoncepcie. Metóda laktačnej amenorey ako druh antikoncepcie. Moderné spermicídy, ich výhody a princíp účinku. Bariérové ​​metódy: kondómy. Hormonálne typy antikoncepcie. Mechanizmus účinku perorálnych kontraceptív.

prezentácia, pridané 17.10.2016


Šok je nešpecifický fázovo plynulý klinický syndróm charakterizovaný všeobecným ťažkým stavom tela: patologická klasifikácia, štádiá, typy a charakteristiky hemodynamiky. Štandardné sledovanie v šoku, liečba, indikácie na operáciu.

foto z scop-pro.fr

Mikroskopická technika otvorila nové možnosti v lekárskej a laboratórnej praxi. Dnes sa bez špeciálnej optiky nezaobídu ani diagnostické štúdie, ani chirurgické zákroky. Najvýznamnejšia úloha mikroskopov v zubnom lekárstve, oftalmológii, mikrochirurgii. Nejde len o zlepšenie viditeľnosti a uľahčenie práce, ale o zásadne nový prístup k výskumu a operáciám.

Vplyv na jemné štruktúry na bunkovej úrovni znamená, že pacient ľahšie znesie zákrok, rýchlejšie sa zotaví a neutrpí poškodenie zdravých tkanív a komplikácie. Za všetkými týmito výhodami modernej medicíny je často mikroskop – výkonný high-tech prístroj, navrhnutý s využitím najnovších pokrokov v optike.

V závislosti od účelu sa mikroskopy delia na:

• laboratórium;
• zubné;
• chirurgické;
• očné;
• otorinolaryngologické.

Optické systémy pre biochemické, hematologické, dermatologické, cytologické štúdie sú funkčne odlišné od medicínskych. Očné mikroskopy sú uznávané ako najpokročilejšie a najvýkonnejšie - s ich pomocou bolo možné urobiť radikálny prelom v liečbe šedého zákalu, ďalekozrakosti, krátkozrakosti, astigmatizmu. Operácie na mikrónovej úrovni, vykonávané pri 40-násobnom zväčšení, sú invazívnosťou porovnateľné s injekciou, pacient sa po operácii zotavuje v priebehu niekoľkých dní.

Nemenej zaujímavé sú tie, ktoré umožňujú pod 25-násobným zväčšením presne ošetriť zubné kanáliky a iné najmenšie štruktúry, ktoré nie sú ľudským okom viditeľné. Pomocou najnovšej optiky sa zubárom takmer vždy podarí zabezpečiť kvalitné ošetrenie a zachrániť zub.

Zväčšovacie prístroje pre mikrochirurgiu sa vyznačujú rozšíreným zorným poľom, zvýšenou ostrosťou obrazu a možnosťou plynulého alebo stupňovitého nastavenia zväčšenia. To všetko poskytuje chirurgovi a asistentom najlepšie podmienky viditeľnosti.

Je dôležité, aby sa nová generácia prístrojov pre mikroskopiu používala čo najpohodlnejšie: práca so zväčšovacou optikou je jednoduchá a nevyžaduje veľa úsilia ani špeciálnych zručností. Vďaka zabudovanému osvetľovaciemu systému a pohodlnému tvaru okuláru nepociťuje odborník únavu a nepohodlie ani pri dlhej nepretržitej práci.

Mikroskop je krehký prístroj, s ktorým je potrebné zaobchádzať opatrne. To platí najmä pre šošovky: je nežiaduce dotýkať sa optických plôch rukami, na čistenie zariadenia sa používa špeciálna kefa a mäkké obrúsky namočené v etylalkohole.

Miestnosti s mikroskopmi by sa mali udržiavať pri izbovej teplote a nízkej vlhkosti (menej ako 60 %).

Histológia ako samostatná veda vynikla začiatkom 19. stor. Prehistóriu histológie tvorili výsledky početných makroskopických (vizuálnych) štúdií základných častí rôznych živočíšnych a rastlinných organizmov. Rozhodujúci význam pre rozvoj histológie ako vedy o štruktúre tkaniva mal vynález mikroskopu, ktorého prvé vzorky vznikli začiatkom 17. storočia (G. a Z. Jansenovi, G. Galilei a i.) . Jednu z prvých vedeckých štúdií s použitím mikroskopu vlastnej konštrukcie vykonal anglický vedec Robert Hooke (1635-1703). Študoval mikroskopickú štruktúru mnohých predmetov. R. Hooke opísal všetky skúmané objekty v knihe „Mikrografia alebo niektoré fyziologické popisy najmenších telies vyrobených pomocou lupy...“, vydanej v roku 1665. Zo svojich pozorovaní R. Hooke usúdil, že bunky v tvare bubliny , alebo bunky, sú rozšírené v rastlinných objektoch a prvýkrát navrhli termín "bunka".

V roku 1671 anglický vedec N. Grew (1641-1712) vo svojej knihe „ anatómia rastlín"Písal o bunkovej štruktúre ako o všeobecnom princípe organizácie rastlinných organizmov. N. Grew prvýkrát zaviedol výraz "tkanina" na označenie rastlinnej hmoty, keďže tá sa svojím mikroskopickým dizajnom podobala odevným látkam. V tom istom roku Talian J Malpighi (1628- 1694) podal systematický a podrobný opis bunkovej (bunkovej) stavby rôznych rastlín. Neskôr sa postupne hromadili fakty, ktoré poukazovali na to, že nielen rastlinné, ale aj živočíšne organizmy sa skladajú z buniek. V druhej polovici r. V 17. storočí objavil A. Leeuwenhoek (1632-1723) svet mikroskopických zvierat a po prvý raz opísal červené krvinky a mužské pohlavné bunky.

Počas celého 18. storočia dochádzalo k postupnému hromadeniu faktov o bunkovej stavbe rastlín a živočíchov. Bunky živočíšnych tkanív študoval a podrobne opísal český vedec Jan Purkynia (1787-1869) a jeho študenti začiatkom 19. storočia.

Veľký význam pre rozvoj vedomostí o mikroskopická štruktúra organizmov má ďalej vylepšené mikroskopy. V 18. storočí sa už vo veľkom vyrábali mikroskopy. Prvýkrát ich do Ruska priviezol z Holandska Peter I. Neskôr sa na Akadémii vied v Petrohrade zorganizoval workshop na výrobu mikroskopov. M.V. urobil veľa pre rozvoj mikroskopie v Rusku. Lomonosov, ktorý navrhol množstvo technických vylepšení v konštrukcii mikroskopu a jeho optického systému. Druhá polovica 19. storočia sa vyznačuje rýchlym zdokonaľovaním mikroskopickej techniky. Boli vytvorené nové konštrukcie mikroskopov a vďaka vynálezu imerzných šošoviek (vodná imerzia sa začala používať od roku 1850, olejová - od roku 1878) sa rozlíšenie optických prístrojov desaťnásobne zvýšilo. Súbežne so zdokonaľovaním mikroskopu sa vyvíjala aj technika prípravy mikroskopických preparátov.

Ak skôr predmety skúmané pod mikroskopom hneď po ich izolácii od rastlín alebo živočíchov bez akejkoľvek predbežnej prípravy sa teraz začali uchyľovať k rôznym metódam ich spracovania, čo umožnilo zachovať štruktúru biologických objektov. Boli navrhnuté rôzne spôsoby fixácie materiálu. Ako fixačné činidlá sa používajú kyseliny chrómová, pikrová, osmiová, octová a iné, ako aj ich zmesi. Jednoduchý a v mnohých prípadoch nevyhnutný fixátor – formalín – bol prvýkrát použitý na fixáciu biologických predmetov v roku 1893.

Výroba liekov, vhodné na skúmanie v prechádzajúcom svetle, sa stalo možným po vývoji metód na nalievanie kusov do hustých médií, čo uľahčilo získanie tenkých rezov. Vynález špeciálnych štruktúr na rezanie - mikrotómy - v laboratóriu J. Purkinsa výrazne zlepšil techniku ​​výroby histologických preparátov. V Rusku zostrojil prvý mikrotóm kyjevský histológ P.I. Peremezhko. Na zvýšenie kontrastu štruktúr sa rezy začali farbiť rôznymi farbivami. Karmín bolo prvé histologické farbivo, ktoré farbilo bunkové jadrá a bolo široko používané (začiatok v roku 1858). Ďalšie jadrové farbivo - hematoxylín - sa používa od roku 1865, ale jeho vlastnosti neboli dlho úplne vyhodnotené. V druhej polovici 19. storočia sa už používali anilínové farbivá, vyvinula sa metóda impregnácie tkanív dusičnanom strieborným (K. Golgi, 1873) a farbenia nervového tkaniva metylénovou modrou (A.S. Dogel, A.E. Smirnov, 1887).

Z dôvodu fixácie biologického materiálu a získavaním z nej najtenších farebných rezov mali bádatelia konca 19. storočia možnosť preniknúť oveľa hlbšie do tajomstiev štruktúry tkanív a buniek, na základe čoho vzniklo množstvo najväčších objavov. V roku 1833 teda R. Brown objavil stálu zložku bunky – jadro. V roku 1861 M. Schultze schválil názor na bunku ako na „hrudku protoplazmy s jadrom ležiacim vo vnútri“. Za hlavné zložky bunky sa začalo považovať jadro a cytoplazma. V 70-tych rokoch XIX storočia skupina výskumníkov súčasne a nezávisle objavila nepriamu metódu bunkového delenia - karyokinézu alebo mitózu. V dielach I.D. Chistyakov (1874), O. Buchli (1875), E. Strasburger (1875), W. Meisel (1875), P.I. Peremezhko (1878), V. Schleicher (1878), V. Flemming (1879) a ďalší opísali a znázornili všetky štádiá nepriameho delenia buniek. Tento objav mal veľký význam pre rozvoj vedomostí o bunke. Slúžil aj ako základ pre hlbšie štúdium takého dôležitého biologického procesu, akým je oplodnenie. Štúdium mitózy a oplodnenia pritiahlo osobitnú pozornosť výskumníkov k bunkovému jadru a objasneniu jeho významu v procese prenosu dedičných vlastností. V roku 1884 O. Gertwig a E. Strasburger nezávisle na sebe predložili hypotézu, že materiálnym nositeľom dedičnosti je chromatín.

Predmetom veľkej pozornosti vedcov je chromozómov. Spolu so štúdiom bunkového jadra bola dôkladne analyzovaná aj cytoplazma.

Pokrok v mikroskopickej technológii viedol k otvorenie organel v cytoplazme- jej trvalé a vysoko diferencované prvky, ktoré majú určitú štruktúru a vykonávajú pre bunku životne dôležité funkcie. V rokoch 1875-76. nemecký biológ O. Hertwig a belgický vedec Van Beneden objavili bunkové centrum alebo centrozóm; a v roku 1898 talianskym vedcom K. Golgim ​​- intracelulárny retikulárny aparát (Golgiho komplex). V roku 1897 K. Benda - v živočíšnych bunkách av roku 1904 - F. Mewes - v rastlinných bunkách opísal chondriozómy, ktoré sa neskôr stali známymi ako mitochondrie.

Teda do konca 19. storočia na základe úspešného vývoj mikroskopickej technológie a analýzou údajov o mikroskopickej štruktúre bunky sa nahromadil kolosálny faktografický materiál, ktorý umožnil identifikovať množstvo dôležitých vzorov v štruktúre a vývoji buniek a tkanív. V tejto dobe doktrína bunky vynikla v nezávislej biologickej vede - cytológii.