Биология микроскоп. Биологические микроскопы: виды, устройство и применение в исследованиях

Какие бывают типы биологических микроскопов. Как устроен световой микроскоп. Для чего используют электронные микроскопы в биологии. Какие преимущества и недостатки у разных видов микроскопов.

Виды биологических микроскопов и их особенности

Биологические микроскопы являются незаменимым инструментом для изучения клеток, тканей и микроорганизмов. Существует несколько основных типов микроскопов, используемых в биологических исследованиях:

• Световые микроскопы
• Электронные микроскопы
• Флуоресцентные микроскопы
• Конфокальные микроскопы

Каждый тип имеет свои преимущества и ограничения. Световые микроскопы наиболее распространены и позволяют изучать живые образцы. Электронные микроскопы обеспечивают гораздо большее увеличение, но требуют специальной подготовки образцов.

Устройство светового микроскопа

Световой микроскоп состоит из следующих основных частей:

• Окуляр — линза, через которую смотрит исследователь
• Объектив — система линз, создающая увеличенное изображение образца
• Предметный столик — площадка для размещения образца
• Конденсор — фокусирует свет на образце
• Источник света — лампа или зеркало

Общее увеличение микроскопа равно произведению увеличения окуляра на увеличение объектива. Современные световые микроскопы позволяют получать увеличение до 1000-1500 раз.

Принцип работы электронного микроскопа

В электронном микроскопе вместо световых лучей используется пучок электронов. Это позволяет достичь гораздо большего увеличения — до нескольких миллионов раз. Существует два основных типа электронных микроскопов:

• Просвечивающий электронный микроскоп (ПЭМ) — электроны проходят сквозь тонкий срез образца
• Сканирующий электронный микроскоп (СЭМ) — пучок электронов сканирует поверхность образца

Электронные микроскопы позволяют изучать ультраструктуру клеток и даже отдельные молекулы. Однако они не подходят для исследования живых образцов.

Применение микроскопов в биологических исследованиях

Биологические микроскопы широко используются в различных областях биологии и медицины:

• Цитология — изучение строения и функций клеток
• Гистология — исследование тканей организмов
• Микробиология — изучение микроорганизмов
• Эмбриология — наблюдение за развитием эмбрионов
• Патологическая анатомия — диагностика заболеваний

Микроскопия позволяет визуализировать структуры, невидимые невооруженным глазом, и получать важную информацию о строении и функционировании живых систем на клеточном и субклеточном уровнях.

Преимущества и недостатки разных типов микроскопов

При выборе микроскопа для конкретных исследований важно учитывать особенности каждого типа:

Световой микроскоп:

• + Позволяет изучать живые образцы
• + Относительно недорогой и простой в использовании
• — Ограниченное увеличение и разрешение

Электронный микроскоп:

• + Очень высокое увеличение и разрешение
• + Позволяет изучать ультраструктуру клеток
• — Сложная пробоподготовка, невозможно исследовать живые образцы
• — Высокая стоимость оборудования

Выбор типа микроскопа зависит от задач исследования, особенностей изучаемых объектов и доступных ресурсов.

Современные тенденции в микроскопии

Развитие микроскопической техники продолжается. Некоторые актуальные направления:

• Сверхразрешающая микроскопия — преодоление дифракционного предела
• Криоэлектронная микроскопия — изучение образцов при сверхнизких температурах
• Цифровая микроскопия — автоматизация сбора и анализа изображений
• Комбинированные системы — сочетание разных методов микроскопии

Эти технологии открывают новые возможности для исследования живых систем на молекулярном и атомарном уровнях.

Как правильно работать с микроскопом

Для получения качественных результатов при работе с микроскопом важно соблюдать ряд правил:

1. Аккуратно обращаться с оптикой, не касаться линз пальцами
2. Начинать наблюдение с малого увеличения, постепенно переходя к большему
3. Правильно настраивать освещение и фокусировку
4. Использовать специальные иммерсионные жидкости при работе с большими увеличениями
5. Тщательно готовить препараты, используя подходящие методы окрашивания

Соблюдение этих простых правил позволит получать четкие и информативные изображения исследуемых объектов.

Заключение

Микроскопы являются незаменимым инструментом в биологических исследованиях, позволяя изучать объекты, недоступные невооруженному глазу. Разнообразие типов микроскопов дает возможность подобрать оптимальный метод для решения конкретных научных задач. Развитие микроскопической техники открывает все новые горизонты в понимании устройства и функционирования живых систем.

Микроскоп биологический НИБ

Характеристики модели (внутренний шифр: NIB-100)

Увеличение, крат	40х — 400х в базовой комплектации (возможность расширения диапазона увеличения приобретением дополнительных окуляров и объективов)
Визуальная насадка	Бинокулярная с вертикальным фото/видео тубусом для установки цифровой камеры с переключаемым светоделителем (тринокуляр)
Осветительная система	Современный галогенный осветитель с функцией регулировки уровня яркости Ртутная лампа для люминесцентного осветителя*
Методы исследования	Проходящий свет: светлое поле, фазовый контраст; Отраженный свет: по дополнительному заказу микроскоп может быть укомплектован люминесцентным осветителем с с необходимыми блоками светофильтров (UV/B/G)**
Объективы-планахроматы с увеличенным рабочим расстоянием	4х/0. 10 10х/0,25(фазовый) 20х/0,40 (фазовый) 40х/0,60 20х/0,40* 60х/0,70* 10х/0,25* 40х/0,60* (фазовый)
Окуляры широкопольные	10х/22х, 15х*, 5х*, 10х/22 с микрометрической шкалой*, 10х/22 с сеткой*

* — Поставляется по дополнительному заказу.

** — Варианты исполнения люминесцентного осветителя:

Осветитель люминесцентный «ОЛ-НИБ-{B;G}» (с двумя блоками фильтров и позицией для работы в проходящем свете)
«B»	EX475/30, DM500, BA520 (EGFP / GFP/FITC / Alexa Fluor@488 / Cy2@ / DIO/ Fluo-4)
«G»	EX515/70, DM570, BA590 (TexasRED@ / TexasRED@-X / Cy3.5 / Mito Tracker@Red)

* — Поставляется по дополнительному заказу.

Отличительные особенности:

• Инвертированная конструкция биологического микроскопа НИБ  обеспечивает возможность установки лабораторной посуды высотой до 150 мм, а также просмотр питательной среды над монослоем.
• Поставляемый по дополнительному заказу накладной препаратоводитель со сменными вкладышами/держателями обеспечивает возможность установки предметных стекол, чаш Петри (D=35мм и D=54 мм) а также планшетов Терасаки (на 96 и на 24 лунки).
• Для нагрева и поддержания стабильной температуры при работе с биологическими препаратами, исследуемыми под микроскопом необходимо приобрести нагревательный столик.
• Конструкция микроскопа биологического НИБ обеспечивает возможность быстрого перехода от одного метода исследования к другому, а также при необходимости переход к компьютерному анализу

Области применения:

• Медицина – все области;
• Клеточная и молекулярная биология
• Биотехнология
• Биотехнология;
• Фармакология
• Токсикология
• Вирусология
• Гидробиология
• Сельское хозяйство
• Экология

Для дополнительного заказа:

• Цифровая видеокамера высокого разрешения для микроскопа
• Столик с подогревом
• Объект-микрометр проходящего света ОМП
• Микрометр МОВ-1-16х
• Запасные лампы для микроскопа
• Накладной препаратоводитель со сменными вкладышами/держателями
• Люминесцентный осветитель

Микроскоп люминесцентный НИБ-ФЛ

• в наличии

Купить НИБ-ФЛ

Микроскоп биологический НИБ-ФЛ

Микроскоп инвертированный люминесцентный НИБ-ФЛ предназначен для исследования культур тканей, осадков жидкостей и химических реакций в специальной лабораторной посуде в проходящем свете в светлом поле, по методу фазового контраста и в свете флюоресценции (люминесценции) при освещении снизу через объектив.

Микроскоп может применяться в области медицины, клеточной и молекулярной биологии, биотехнологии, фармакологии, токсикологии, вирусологии, гидробиологии, сельского хозяйства, экологии, а также в других областях науки.

Визуальная насадка микроскопа имеет фото/видео тубус для установки комплекса визуализации.

Производство: ООО «ЛОМО-МА», г. Санкт-Петербург

ВсеТехнические характеристикиДля дополнительного заказагалерея

Характеристики модели (внутренний шифр: NIB-100F)

Увеличение, крат	40х — 400х в базовой комплектации (возможность расширения диапазона увеличения приобретением дополнительных окуляров и объективов)
Визуальная насадка	Бинокулярная с вертикальным фото/видео тубусом для установки цифровой камеры с переключаемым светоделителем (тринокуляр)
Осветительная система	Современный галогенный осветитель с функцией регулировки уровня яркости Ртутная лампа для люминесцентного осветителя*
Методы исследования	Проходящий свет: светлое поле, фазовый контраст; Отраженный свет: люминесцентный осветитель с с блоками светофильтров (B/G)**
Объективы-планахроматы с увеличенным рабочим расстоянием	4х/0. 10 10х/0,25(фазовый) 20х/0,40 (фазовый) 40х/0,60 20х/0,40* 60х/0,70* 10х/0,25* 40х/0,60* (фазовый)
Окуляры широкопольные	10х/22х, 15х*, 5х*, 10х/22 с микрометрической шкалой*, 10х/22 с сеткой*

* — Поставляется по дополнительному заказу.

** — Варианты исполнения люминесцентного осветителя:

Осветитель люминесцентный «ОЛ-НИБ-{B;G}» (с двумя блоками фильтров и позицией для работы в проходящем свете)
«B»	EX475/30, DM500, BA520 (EGFP / GFP/FITC / Alexa Fluor@488 / Cy2@ / DIO/ Fluo-4)
«G»	EX515/70, DM570, BA590 (TexasRED@ / TexasRED@-X / Cy3.5 / Mito Tracker@Red)

* — Поставляется по дополнительному заказу.

Галерея

Отличительные особенности:

• Инвертированная конструкция биологического микроскопа НИБ-ФЛ  обеспечивает возможность установки лабораторной посуды высотой до 150 мм, а также просмотр питательной среды над монослоем.
• Поставляемый по дополнительному заказу накладной препаратоводитель со сменными вкладышами/держателями обеспечивает возможность установки предметных стекол, чаш Петри (D=35мм и D=54 мм) а также планшетов Терасаки (на 96 и на 24 лунки).
• Для нагрева и поддержания стабильной температуры при работе с биологическими препаратами, исследуемыми под микроскопом необходимо приобрести нагревательный столик.
• Конструкция микроскопа биологического НИБ-ФЛ обеспечивает возможность быстрого перехода от одного метода исследования к другому, а также при необходимости переход к компьютерному анализу

Области применения:

• Медицина – все области;
• Клеточная и молекулярная биология
• Биотехнология
• Биотехнология;
• Фармакология
• Токсикология
• Вирусология
• Гидробиология
• Сельское хозяйство
• Экология

Для дополнительного заказа:

• Цифровая видеокамера высокого разрешения для микроскопа
• Столик с подогревом
• Объект-микрометр проходящего света ОМП
• Микрометр МОВ-1-16х
• Запасные лампы для микроскопа
• Накладной препаратоводитель со сменными вкладышами/держателями
• Люминесцентный осветитель

Микроскопия | Биология для специальностей I

Понять, почему и как световой микроскоп и электронный микроскоп используются в биологии

Клетка – это наименьшая единица живого существа. Живое существо, состоящее из одной клетки (как бактерии) или многих клеток (как человек), называется организмом. Таким образом, клетки являются основными строительными блоками всех организмов.

Несколько клеток одного вида, которые соединяются друг с другом и выполняют общую функцию, образуют ткани, несколько тканей объединяются, образуя орган (ваш желудок, сердце или мозг), а несколько органов составляют систему органов (например, пищеварительную система, система кровообращения или нервная система). Несколько систем, функционирующих вместе, образуют организм (например, человека). Здесь мы рассмотрим строение и функции клеток.

Существует много типов клеток, все они сгруппированы в одну из двух широких категорий: прокариотические и эукариотические. Например, как животные, так и растительные клетки классифицируются как эукариотические клетки, тогда как бактериальные клетки классифицируются как прокариотические. Независимо от типа клетки, будь то компонент нервной системы многоклеточного эукариотического животного или одноклеточная прокариотическая форма жизни, биологи будут использовать микроскопы для их изучения.

Цели обучения

• Определить общее применение световых микроскопов в биологии
• Обсудите преимущества и недостатки электронных микроскопов для биологических исследований

 

Ячейки различаются по размеру. За некоторыми исключениями, отдельные клетки нельзя увидеть невооруженным глазом, поэтому ученые используют микроскопы ( микро = «маленький»; прицел = «смотреть») для их изучения. Микроскоп — это инструмент, который увеличивает объект. Большинство фотографий клеток делается с помощью микроскопа, и эти изображения также можно назвать микрофотографиями.

Оптика линз микроскопа меняет ориентацию изображения, которое видит пользователь. Образец, который находится на предметном стекле микроскопа правой стороной вверх и обращен вправо, при просмотре через микроскоп будет казаться перевернутым и обращенным влево, и наоборот. Точно так же, если предметное стекло сдвинуть влево, глядя в микроскоп, будет казаться, что оно сдвинулось вправо, а если сдвинуть его вниз, то будет казаться, что оно сдвинулось вверх. Это происходит потому, что микроскопы используют два набора линз для увеличения изображения. Из-за того, как свет проходит через линзы, эта система из двух линз создает перевернутое изображение (бинокулярные или препаровальные микроскопы работают аналогичным образом, но включают дополнительную систему увеличения, которая делает конечное изображение вертикальным). .

Световые микроскопы

Чтобы дать вам представление о размере клетки, типичный человеческий эритроцит имеет диаметр около восьми миллионных долей метра или восьми микрометров (сокращенно восемь микрометров); головка булавки имеет диаметр около двух тысячных метра (два мм). Это означает, что на булавочной головке может поместиться около 250 эритроцитов.

Большинство студенческих микроскопов классифицируются как световые микроскопы (рис. 1а). Видимый свет проходит и преломляется через систему линз, чтобы пользователь мог видеть образец. Световые микроскопы удобны для наблюдения за живыми организмами, но, поскольку отдельные клетки обычно прозрачны, их компоненты неразличимы, если только они не окрашены специальными красителями. Окрашивание, однако, обычно убивает клетки.

Световые микроскопы, обычно используемые в лабораториях студенческих колледжей, увеличивают примерно до 400 раз. В микроскопии важны два параметра: увеличение и разрешающая способность. Увеличение — это процесс визуального увеличения объекта. Разрешающая способность — это способность микроскопа различать две соседние структуры как отдельные: чем выше разрешающая способность, тем лучше четкость и детализация изображения. При использовании масляно-иммерсионных линз для изучения мелких предметов увеличение обычно увеличивают до 1000 раз. Чтобы лучше понять клеточную структуру и функции, ученые обычно используют электронные микроскопы.

Рис. 1. (a) Большинство световых микроскопов, используемых в биологической лаборатории колледжа, могут увеличивать клетки примерно в 400 раз и имеют разрешение около 200 нанометров. (b) Электронные микроскопы обеспечивают гораздо более высокое увеличение, 100 000x, и имеют разрешение 50 пикометров. (кредит a: модификация работы GcG/Wikimedia Commons; кредит b: модификация работы Эвана Бенча)

Электронные микроскопы

В отличие от световых микроскопов, электронные микроскопы (EM) (рис. 1b) используют пучок электронов вместо луча света. Это не только позволяет получить более высокое увеличение (до 5 миллионов раз для некоторых специализированных ЭМ) и, следовательно, более подробную информацию (рис. 2), но и обеспечивает более высокую разрешающую способность. Метод, используемый для подготовки образца к просмотру с помощью электронного микроскопа, убивает образец. У электронов короткие волны (короче, чем у фотонов), и они лучше всего движутся в вакууме, поэтому живые клетки нельзя рассмотреть с помощью большинства электронных микроскопов.

В сканирующем электронном микроскопе пучок электронов движется вперед и назад по поверхности клетки, создавая детали характеристик клеточной поверхности. В просвечивающем электронном микроскопе электронный пучок проникает в клетку и позволяет получить детали внутренних структур клетки. Как вы можете себе представить, электронные микроскопы значительно громоздче и дороже, чем световые микроскопы.

Рис. 2. (a) Эти бактерии Salmonella выглядят как крошечные фиолетовые точки при рассмотрении в световой микроскоп. (b) На этой микрофотографии, полученной с помощью сканирующего электронного микроскопа, показаны Бактерии Salmonella (красные), вторгающиеся в клетки человека (желтые). Несмотря на то, что на подрисунке (b) показан другой образец Salmonella , чем на подрисунке (a), вы все равно можете наблюдать сравнительное увеличение увеличения и детализации. (кредит a: модификация работы CDC/Института патологии вооруженных сил, Charles N. Farmer, Rocky Mountain Laboratories; кредит b: модификация работы NIAID, NIH; данные масштабной линейки от Matt Russell)

Для другого взгляда на размера ячейки, попробуйте интерактивное приложение HowBig на этом сайте.

Cell Theory

Микроскопы, которыми мы пользуемся сегодня, намного сложнее тех, что использовались в 1600-х годах Антонием ван Левенгуком, голландским лавочником, обладавшим большим мастерством в изготовлении линз. Несмотря на ограничения своих теперь уже древних линз, ван Левенгук наблюдал за движением протистов (разновидность одноклеточного организма) и сперматозоидов, которых он коллективно назвал «анималькулами».

В публикации 1665 года под названием Micrographia ученый-экспериментатор Роберт Гук ввел термин «клетка» для коробчатых структур, которые он наблюдал, рассматривая пробковую ткань через линзу. В 1670-х годах ван Левенгук открыл бактерии и простейшие. Более поздние достижения в области линз, конструкции микроскопов и методов окрашивания позволили другим ученым увидеть некоторые компоненты внутри клеток.

К концу 1830-х годов ботаник Матиас Шлейден и зоолог Теодор Шванн изучали ткани и предложили единую клеточную теорию , в которой говорится, что все живые существа состоят из одной или нескольких клеток, клетка является основной единицей жизни, и новые клетки возникают из существующих клеток. Позже Рудольф Вирхов внес важный вклад в эту теорию.

Цитотехнолог

Рисунок 3. Эти клетки шейки матки, осмотренные под световым микроскопом, были получены из мазка Папаниколау. Нормальные клетки слева. Клетки справа инфицированы вирусом папилломы человека (ВПЧ). Обратите внимание, что инфицированные клетки больше; кроме того, две из этих клеток имеют по два ядра вместо одного, что является нормальным числом. (кредит: модификация работы Эда Утмана, доктора медицины; данные масштабной линейки от Мэтта Рассела)

Вы когда-нибудь слышали о медицинском тесте, который называется мазок Папаниколау (показан на рис. 3)? В этом тесте врач берет небольшой образец клеток из шейки матки пациентки и отправляет его в медицинскую лабораторию, где цитотехнолог окрашивает клетки и исследует их на предмет любых изменений, которые могут указывать на рак шейки матки или микробную инфекцию.

Цитотехнологи ( цито = «клетка») — это специалисты, которые изучают клетки с помощью микроскопических исследований и других лабораторных тестов. Они обучены определять, какие клеточные изменения находятся в пределах нормы, а какие являются ненормальными. Их очаг не ограничивается клетками шейки матки; они изучают клеточные образцы, поступающие из всех органов. Когда они замечают аномалии, они консультируются с патологоанатомом, который является врачом, который может поставить клинический диагноз.

Цитотехнологи играют жизненно важную роль в спасении человеческих жизней. При раннем обнаружении аномалий лечение пациента можно начать раньше, что обычно увеличивает шансы на успешный исход.

Резюме: Микроскопия

Клетка – это наименьшая единица жизни. Большинство клеток настолько малы, что их невозможно увидеть невооруженным глазом. Поэтому ученые используют микроскопы для изучения клеток. Электронные микроскопы обеспечивают более высокое увеличение, более высокое разрешение и больше деталей, чем световые микроскопы. Единая клеточная теория утверждает, что все организмы состоят из одной или нескольких клеток, клетка является основной единицей жизни, а новые клетки возникают из существующих клеток.

Проверьте свое понимание

Ответьте на вопросы ниже, чтобы узнать, насколько хорошо вы понимаете темы, затронутые в предыдущем разделе. В этом коротком тесте , а не учитываются при подсчете вашей оценки в классе, и вы можете пересдавать его неограниченное количество раз.

Используйте этот тест, чтобы проверить свое понимание и решить, следует ли (1) изучить предыдущий раздел дальше или (2) перейти к следующему разделу.

Вертикальный биологический | Биоимиджер

Перейти к навигацииПерейти к содержимому

Показано 1–6 из 13 результатов

Сортировать по популярностиСортировать по среднему рейтингуСортировать по последнимСортировать по цене: от низкой к высокойСортировать по цене: от высокой к низкойПоказать 6Показать 9Показать 12Показать 15Показать 24Показать все

• BUM950A Цифровая система сканирования слайдов для микроскопии

  0 из 5

  (0)

  • Цифровой прямой моторизованный биологический микроскоп
  • Сверхбыстрая система сканирования слайдов
  • Камера линейного сканирования 4K с размером пикселя 7 мкм
  • Plan Apo и объективы с высокой числовой апертурой 4x, 10x, 20x
  • Автоматическое сканирование 4 слайдов за раз
  • Тип сканирования: строчное сканирование
  • Отличная функция автофокусировки с набором пользовательских настроек для фокусировки в нужных точках
  • Автоподгонка карты фокуса
  • Область сканирования: весь размер: 75×25 мм / 1″ x 3″
  • Скорость перемещения: 25 мм/с
  • Пример скорости сканирования: покровное стекло 15 мм x 16 мм, с 50 точками автофокусировки (5 × 10), при увеличении 40x требуется 151 секунда (2 минуты 31 секунда)
  • Включает джойстик для управления по осям XY, Z и скорости

  Артикул: нет данных

• Биологический микроскоп Olympus CX23

  0 из 5

  (0)

  • Планахроматические объективы с коррекцией на бесконечность (4x, 10x, 40x, 100x, масло)
  • 10X F. N. 18 окуляров
  • Противогрибковая обработка помогает защитить оптические детали даже в условиях высокой влажности
  • Сверхгладкая, четырехкратно вращающаяся револьверная головка
  • Неподвижный конденсор Аббе Н.А. 1,25, положение диафрагмы для каждого объектива
  • Светодиодная подсветка. Встроенная асферическая собирающая линза
  • Компактный дизайн с эргономичной рукояткой для удобной переноски и хранения в обычном школьном шкафу
  • Встроенная правосторонняя сцена без стоек, низко расположенные элементы управления по осям X и Y
  • Студенческое доказательство – окуляры, объективы и конденсор крепятся к корпусу микроскопа на заводе

  Артикул: нет данных

• BUM370 Прямой микроскоп

  0 из 5

  (0)

  • Лабораторный вертикальный биологический/клинический микроскоп
  • Бинокулярная или тринокулярная насадка
  • Infinity Plan 4X, 10X, 20X, 40X (S), 100X (S, МАСЛО)
  • Дополнительный план фазового контраста Infinity 10X, 20X, 40X (S), 100X (S, OIL)
  • Общее увеличение 40x-1000x, расширяемое до 20x-3000x

  Артикул: BUM370

Показано 1–6 из 13 результатов

Вертикальный биологический микроскоп очень часто используется в клиниках и науках о жизни.