Який мікроскоп слід використовувати для огляду бактеріальних клітин?
Як прецизійний інструмент для збільшення та спостереження за об’єктами, різні оптичні мікроскопи можуть спостерігати різні типи зразків. Користувачі в таких галузях, як мікробіологія, дослідження рослин і тварин, повинні бачити рівень розміру бактерій. Отже, який вид мікроскопа слід використовувати під час спостереження таких зразків? Ця стаття містить детальний аналіз.
Відповідь на це питання можна обговорити з точки зору розміру бактеріальної клітини, людського ока та роздільної здатності мікроскопа.
1. Розмір бактеріальних клітин, як правило, знаходиться в діапазоні мікрометрів, беручи за приклад Escherichia coli: довжина приблизно 1 мкм, а ширина приблизно 0.5 мкм.
2. Роздільна здатність означає невелику відстань між двома об’єктами, які можна чітко розрізнити.
Роздільна здатність мікроскопа означає мінімальну відстань між двома об’єктами, які можна чітко розрізнити після збільшення та зображення.
Роздільна здатність приладу означає його здатність надавати інформацію про мікроструктуру вимірюваного об’єкта. Що вища роздільна здатність, то докладніша інформація. Коефіцієнт посилення, який перевищує межу посилення, називається недійсним посиленням, яке не може надати більше інформації про тонку структуру.
3. Роздільна здатність людського ока становить 0.1 мм, що означає, що за достатнього освітлення та відстані в 1 фут середнє людське око може розрізняти невелику відстань 0.1 мм між двома точками .
4. Підсумовуючи, щоб побачити наявність бактерій, збільшення має бути принаймні 0.1mm ÷ 0.5um=1000 ÷ 5=200 разів. Однак при цьому збільшенні бактерії (кишкова паличка) є лише маленькою точкою, і щоб побачити більш детальну структурну інформацію, необхідно збільшити збільшення мікроскопа.
5. Роздільна здатність звичайного оптичного мікроскопа обмежена довжиною хвилі видимого світла (390-770 нм) і зазвичай не перевищує 1000 разів, що є межею посилення звичайного оптичного мікроскопа. Збільшення понад 1000 разів не може надати більш детальну інформацію про структуру, що відноситься до сфери неефективного посилення.
6. Збільшення електронного мікроскопа може досягати 800 000 разів, і його основний принцип такий самий, як у звичайного оптичного мікроскопа, який генерує електронні хвилі короткої довжини через високий тиск.
Збільшивши в 400 разів (10x, 40x), ви ледь можете побачити бактерії, але вони розміром лише з кінчик голки, як маленькі точки. Зазвичай ми все одно збільшуємо масштаб до 1000 разів (10x, 100x) для спостереження, і в цей час зовнішній вигляд бактерій все ще можна чітко побачити, навіть після спеціального фарбування джгутиків. Щоб збільшити в 1000 разів, потрібно скористатися масляним дзеркалом. Так зване масляне дзеркало полягає в капанні краплі кедрової олії між об'єктивом і покривним склом. Показник заломлення кедрової олії вищий, ніж у повітря, тому можна використовувати більше збільшення.
10x і 40x означають, що лінза збільшена в 10x і 40x. Збільшення окуляра множиться на збільшення лінзи об’єктива, щоб отримати загальне збільшення цього мікроскопа. Окуляр і об’єктив мікроскопа, який використовується в середній школі, можна замінити, і окуляр, як правило, 5x або 10x. Окуляр невеликого мікроскопа зазвичай має лише 10-кратне збільшення, і він може досліджувати Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis і Bacillus megalobus (використовується для спостереження за спорами).
