วิธีวิจัยด้วยกล้องจุลทรรศน์เป็นวิธีการศึกษาวัตถุต่างๆ โดยใช้อุปกรณ์พิเศษ ช่วยให้เราสามารถพิจารณาโครงสร้างของสารและสิ่งมีชีวิตซึ่งมีขนาดเกินกว่าความละเอียดของสายตามนุษย์ ในบทความ เราจะวิเคราะห์วิธีการวิจัยด้วยกล้องจุลทรรศน์โดยสังเขป
ข้อมูลทั่วไป
การตรวจด้วยกล้องจุลทรรศน์สมัยใหม่ถูกนำมาใช้ในการปฏิบัติโดยผู้เชี่ยวชาญหลายคน ในหมู่พวกเขา ได้แก่ นักไวรัสวิทยา นักเซลล์วิทยา นักโลหิตวิทยา นักสัณฐานวิทยา และอื่นๆ วิธีการหลักของการตรวจด้วยกล้องจุลทรรศน์เป็นที่ทราบกันมานานแล้ว ประการแรก นี่เป็นวิธีแสงในการดูวัตถุ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา มีการนำเทคโนโลยีอื่นๆ มาใช้ในทางปฏิบัติอย่างจริงจัง ดังนั้นความแตกต่างของเฟส, การเรืองแสง, การรบกวน, โพลาไรซ์, อินฟราเรด, อัลตราไวโอเลต, วิธีการวิจัยสามมิติจึงได้รับความนิยม ทั้งหมดขึ้นอยู่กับคุณสมบัติต่างๆสเวต้า. นอกจากนี้ยังใช้วิธีการวิจัยด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนอย่างกว้างขวาง วิธีการเหล่านี้ช่วยให้คุณสามารถแสดงวัตถุโดยใช้กระแสอนุภาคที่มีประจุโดยตรง ควรสังเกตว่าวิธีการศึกษาดังกล่าวไม่เพียงใช้ในด้านชีววิทยาและการแพทย์เท่านั้น วิธีการศึกษาโลหะและโลหะผสมด้วยกล้องจุลทรรศน์ในอุตสาหกรรมเป็นที่นิยมมาก การศึกษาดังกล่าวทำให้สามารถประเมินพฤติกรรมของข้อต่อ พัฒนาเทคโนโลยีเพื่อลดความน่าจะเป็นของความล้มเหลวและเพิ่มความแข็งแรงได้
วิถีเบา: ลักษณะเฉพาะ
วิธีการกล้องจุลทรรศน์ดังกล่าวในการศึกษาจุลินทรีย์และวัตถุอื่น ๆ จะขึ้นอยู่กับความละเอียดที่แตกต่างกันของอุปกรณ์ ปัจจัยสำคัญในกรณีนี้คือทิศทางของลำแสง คุณสมบัติของวัตถุเอง โดยเฉพาะอย่างยิ่งหลังอาจโปร่งใสหรือทึบแสง ตามคุณสมบัติของวัตถุ คุณสมบัติทางกายภาพของฟลักซ์แสงจะเปลี่ยนไป - ความสว่างและสี เนื่องจากแอมพลิจูดและความยาวคลื่น ระนาบ เฟส และทิศทางของการแพร่กระจายคลื่น วิธีการวิจัยด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบต่างๆ ขึ้นอยู่กับการใช้คุณลักษณะเหล่านี้
เฉพาะ
เพื่อศึกษาด้วยวิธีแสงมักจะทาสีวัตถุ ซึ่งช่วยให้คุณระบุและอธิบายคุณสมบัติบางอย่างได้ สิ่งนี้ต้องการให้เนื้อเยื่อได้รับการแก้ไขเนื่องจากการย้อมสีจะเปิดเผยโครงสร้างบางอย่างในเซลล์ที่ถูกฆ่าเท่านั้น ในเซลล์ที่มีชีวิต สีย้อมจะถูกแยกออกเป็นแวคิวโอลในไซโตพลาสซึม ไม่ทาสีโครงสร้าง แต่ด้วยความช่วยเหลือของกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง วัตถุที่มีชีวิตก็สามารถตรวจสอบได้เช่นกันด้วยเหตุนี้จึงใช้วิธีการศึกษาที่สำคัญ ในกรณีเช่นนี้ จะใช้คอนเดนเซอร์สนามมืด มันถูกสร้างขึ้นในกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง
เรียนวัตถุที่ไม่ทาสี
ดำเนินการโดยใช้กล้องจุลทรรศน์แบบเฟสคอนทราสต์ วิธีนี้ใช้การเลี้ยวเบนของลำแสงตามลักษณะของวัตถุ ในกระบวนการรับแสง จะสังเกตเห็นการเปลี่ยนแปลงของเฟสและความยาวคลื่น มีแผ่นโปร่งแสงอยู่ในวัตถุประสงค์ของกล้องจุลทรรศน์ วัตถุที่มีชีวิตหรือคงที่ แต่ไม่มีสี เนื่องจากความโปร่งใสของวัตถุนั้น แทบไม่เปลี่ยนสีและแอมพลิจูดของลำแสงที่ผ่านเข้าไป ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในเฟสของคลื่นเท่านั้น แต่ในขณะเดียวกัน เมื่อผ่านวัตถุแล้ว ฟลักซ์แสงจะเบี่ยงเบนไปจากจาน เป็นผลให้ระหว่างรังสีที่ผ่านวัตถุและเข้าสู่พื้นหลังแสง ความแตกต่างของความยาวคลื่นปรากฏขึ้น เอฟเฟกต์ภาพจะเกิดขึ้นที่ค่าหนึ่ง - วัตถุสีเข้มจะมองเห็นได้ชัดเจนบนพื้นหลังสีอ่อนหรือในทางกลับกัน (ตามคุณสมบัติของเพลตเฟส) เพื่อให้ได้มาซึ่งความต่างต้องอย่างน้อย 1/4 ของความยาวคลื่น
วิธี Anoptral
เป็นวิธีคอนทราสต์แบบหนึ่ง วิธี anoptral เกี่ยวข้องกับการใช้เลนส์ที่มีเพลตพิเศษที่เปลี่ยนเฉพาะสีและความสว่างของแสงพื้นหลัง สิ่งนี้ขยายความเป็นไปได้ของการศึกษาสิ่งมีชีวิตที่ไม่ทาสีอย่างมีนัยสำคัญ วิธีการวิจัยด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบ phase-contrast ใช้ในจุลชีววิทยา ปรสิตวิทยา ในการศึกษาเซลล์พืชและสัตว์สิ่งมีชีวิตที่ง่ายที่สุด ในทางโลหิตวิทยา วิธีนี้ใช้ในการคำนวณและกำหนดความแตกต่างขององค์ประกอบของเลือดและไขกระดูก
เทคนิคการรบกวน
วิธีวิจัยด้วยกล้องจุลทรรศน์เหล่านี้โดยทั่วไปแล้วจะแก้ปัญหาแบบเดียวกับวิธีคอนทราสต์เฟส อย่างไรก็ตาม ในกรณีหลังนี้ ผู้เชี่ยวชาญสามารถสังเกตได้เฉพาะรูปทรงของวัตถุเท่านั้น วิธีการวิจัยด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบรบกวนทำให้คุณสามารถศึกษาชิ้นส่วนเพื่อทำการประเมินองค์ประกอบเชิงปริมาณ เป็นไปได้เนื่องจากการแยกตัวของลำแสง กระแสหนึ่งไหลผ่านอนุภาคของวัตถุ และอีกกระแสหนึ่งไหลผ่าน ในเลนส์ใกล้ตาของกล้องจุลทรรศน์พวกมันมาบรรจบกันและรบกวน ความแตกต่างของเฟสที่เป็นผลลัพธ์สามารถกำหนดได้โดยมวลของโครงสร้างเซลล์ต่างๆ โดยการวัดอย่างต่อเนื่องด้วยดัชนีการหักเหของแสงที่กำหนด สามารถตรวจสอบความหนาของเนื้อเยื่อที่ไม่คงที่และวัตถุที่มีชีวิต ปริมาณโปรตีนในนั้น ความเข้มข้นของวัตถุแห้งและน้ำ ฯลฯ ตามข้อมูลที่ได้รับ ผู้เชี่ยวชาญ สามารถประเมินการซึมผ่านของเยื่อหุ้มเซลล์ การทำงานของเอนไซม์ และการเผาผลาญของเซลล์โดยอ้อม
โพลาไรซ์
ดำเนินการโดยใช้ปริซึม Nicol หรือโพลารอยด์ที่เป็นฟิล์ม วางอยู่ระหว่างตัวยากับแหล่งกำเนิดแสง วิธีการวิจัยด้วยกล้องจุลทรรศน์โพลาไรซ์ในจุลชีววิทยาทำให้สามารถศึกษาวัตถุที่มีคุณสมบัติไม่เท่ากันได้ ในโครงสร้างไอโซโทรปิก ความเร็วของการแพร่กระจายแสงไม่ได้ขึ้นอยู่กับระนาบที่เลือก ในกรณีนี้ ในระบบแอนไอโซทรอปิก ความเร็วจะเปลี่ยนตามทิศทางของแสงตามแกนตามขวางหรือตามยาวของวัตถุ หากขนาดของการหักเหของแสงตามโครงสร้างมากกว่าตามขวาง การหักเหของแสงบวกสองเท่าจะถูกสร้างขึ้น นี่เป็นลักษณะของวัตถุทางชีววิทยาหลายอย่างที่มีการวางแนวโมเลกุลที่เข้มงวด พวกมันทั้งหมดเป็นแบบแอนไอโซทรอปิก โดยเฉพาะอย่างยิ่งหมวดหมู่นี้รวมถึง myofibrils, neurofibrils, cilia ใน ciliated epithelium, เส้นใยคอลลาเจนและอื่น ๆ
ค่าโพลาไรซ์
การเปรียบเทียบธรรมชาติของการหักเหของแสงกับดัชนีแอนไอโซโทรปีของวัตถุทำให้สามารถประเมินการจัดโครงสร้างโมเลกุลของโครงสร้างได้ วิธีการโพลาไรเซชันทำหน้าที่เป็นวิธีการวิเคราะห์ทางเนื้อเยื่อวิธีหนึ่ง ใช้ในเซลล์วิทยา ฯลฯ ไม่เพียงแต่วัตถุสีเท่านั้นที่สามารถศึกษาได้ในแสง วิธีการโพลาไรเซชันทำให้สามารถศึกษาการเตรียมส่วนเนื้อเยื่อแบบไม่ย้อมสีและไม่ตรึง - ดั้งเดิม - การเตรียมเนื้อเยื่อ
เทคนิคเรืองแสง
พวกมันขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของวัตถุบางอย่างเพื่อให้เรืองแสงในส่วนสีน้ำเงินม่วงของสเปกตรัมหรือในรังสียูวี สารหลายอย่าง เช่น โปรตีน วิตามินบางชนิด โคเอ็นไซม์ ยา ได้รับการเรืองแสงปฐมภูมิ วัตถุอื่นๆ เริ่มเรืองแสงเมื่อเติมฟลูออโรโครม ซึ่งเป็นสีย้อมพิเศษ สารเติมแต่งเหล่านี้จะกระจายอย่างเฉพาะเจาะจงหรือกระจายไปยังโครงสร้างเซลล์แต่ละเซลล์หรือสารประกอบทางเคมี คุณสมบัตินี้เป็นพื้นฐานสำหรับการใช้กล้องจุลทรรศน์เรืองแสงสำหรับฮิสโตเคมีและการศึกษาทางเซลล์วิทยา
พื้นที่ใช้งาน
การใช้อิมมูโนฟลูออเรสเซนซ์ ผู้เชี่ยวชาญจะตรวจหาแอนติเจนของไวรัสและกำหนดความเข้มข้นของไวรัส ระบุไวรัส แอนติบอดีและแอนติเจน ฮอร์โมน ผลิตภัณฑ์เผาผลาญต่างๆ และอื่นๆ ในเรื่องนี้ในการวินิจฉัยโรคเริม, คางทูม, ไวรัสตับอักเสบ, ไข้หวัดใหญ่และการติดเชื้ออื่น ๆ จะใช้วิธีการเรืองแสงเพื่อตรวจสอบวัสดุ วิธีอิมมูโนฟลูออเรสเซนส์ด้วยกล้องจุลทรรศน์ทำให้สามารถระบุเนื้องอกมะเร็ง ระบุพื้นที่ขาดเลือดในหัวใจในระยะแรกของอาการหัวใจวาย เป็นต้น
ใช้แสงอัลตราไวโอเลต
ขึ้นอยู่กับความสามารถของสารจำนวนหนึ่งที่รวมอยู่ในเซลล์ของสิ่งมีชีวิต จุลินทรีย์ หรือเนื้อเยื่อที่โปร่งใสแต่ไม่มีสีและโปร่งแสงเพื่อดูดซับรังสียูวีที่มีความยาวคลื่นหนึ่งๆ ซึ่งเป็นเรื่องปกติ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับสารประกอบโมเลกุลขนาดใหญ่ เหล่านี้รวมถึงโปรตีน กรดอะโรมาติก (เมทิลอะลานีน ทริปโตเฟน ไทโรซีน ฯลฯ) กรดนิวคลีอิก เบสปิรามิดและพิวรีน เป็นต้น กล้องจุลทรรศน์อัลตราไวโอเลตทำให้สามารถชี้แจงการแปลและปริมาณของสารประกอบเหล่านี้ได้ เมื่อศึกษาวัตถุที่มีชีวิต ผู้เชี่ยวชาญสามารถสังเกตการเปลี่ยนแปลงในกระบวนการชีวิตของพวกเขา
พิเศษ
กล้องจุลทรรศน์อินฟราเรดใช้ศึกษาวัตถุที่ทึบแสงต่อแสงและรังสี UV โดยการดูดซับโครงสร้างการไหลซึ่งมีความยาวคลื่น 750-1200 นาโนเมตร หากต้องการใช้วิธีนี้ ไม่จำเป็นต้องเตรียมสารเคมีในเบื้องต้น ตามกฎแล้ว วิธีอินฟราเรดถูกใช้ในมานุษยวิทยา สัตววิทยา และสาขาชีวภาพอื่นๆ สำหรับยา วิธีนี้ใช้เป็นหลักในด้านจักษุวิทยาและสัณฐานวิทยา การศึกษาวัตถุเชิงปริมาตรดำเนินการโดยใช้กล้องจุลทรรศน์สามมิติ การออกแบบอุปกรณ์ช่วยให้คุณสามารถสังเกตด้วยตาซ้ายและขวาในมุมต่างๆ ตรวจสอบวัตถุทึบแสงด้วยกำลังขยายที่ค่อนข้างต่ำ (ไม่เกิน 120 เท่า) วิธีการสามมิติใช้ในการผ่าตัดจุลภาค พยาธิสัณฐานวิทยา และนิติเวช
กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน
ใช้เพื่อศึกษาโครงสร้างของเซลล์และเนื้อเยื่อในระดับโมเลกุลใหญ่และระดับย่อย กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนทำให้การก้าวกระโดดเชิงคุณภาพในด้านการวิจัยเป็นไปได้ วิธีนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านชีวเคมี มะเร็งวิทยา ไวรัสวิทยา สัณฐานวิทยา ภูมิคุ้มกันวิทยา พันธุศาสตร์ และอุตสาหกรรมอื่นๆ ความละเอียดที่เพิ่มขึ้นอย่างมากของอุปกรณ์มาจากการไหลของอิเล็กตรอนที่ผ่านในสุญญากาศผ่านสนามแม่เหล็กไฟฟ้า ในทางกลับกันก็ถูกสร้างขึ้นโดยเลนส์พิเศษ อิเล็กตรอนมีความสามารถในการผ่านโครงสร้างของวัตถุหรือสะท้อนจากสิ่งเหล่านั้นด้วยการเบี่ยงเบนในมุมต่างๆ เป็นผลให้มีการสร้างจอแสดงผลบนหน้าจอเรืองแสงของเครื่องมือ ด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบส่งผ่าน ได้ภาพระนาบพร้อมการสแกนตามลำดับปริมาตร
เงื่อนไขบังคับ
เป็นที่น่าสังเกตว่าก่อนที่จะทำการตรวจด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน วัตถุต้องผ่านการเตรียมการพิเศษ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ใช้การตรึงทางกายภาพหรือทางเคมีของเนื้อเยื่อและสิ่งมีชีวิต นอกจากนี้ วัสดุที่ใช้ตัดและตัดชิ้นเนื้อยังถูกทำให้แห้ง โดยฝังอยู่ในอีพอกซีเรซิน เจียระไนด้วยเพชรหรือมีดแก้วเป็นส่วนที่บางเฉียบ จากนั้นจึงเปรียบเทียบและศึกษา ในกล้องจุลทรรศน์สแกนพื้นผิวของวัตถุจะถูกตรวจสอบ การทำเช่นนี้ พวกเขาจะฉีดพ่นสารพิเศษในห้องสุญญากาศ