МИКРОСКОП
Микроскоп (грек. mіkros – ұсақ
және skopeo – көремін) – жай көзге
көрінбейтін нысандардың (немесе
олардың құрылымдық бөліктерінің)
бірнеше есе үлкейтілген кескінін
алатын оптикалық прибор. Микроскоп
бактериялар, органикалық клеткалар,
майда кристалдар, қорытпалардың
құрылымы, т.б. өлшемдері көздің көру
мүмкіндігінен аз (ажыратқыш шамасы
0,1 мм-ге тең) нысандарды зерттеуге
арналған. Микронысандардың пішінін,
өлшемін, құрылымын, т.б. сипаттамаларын
анықтауға, элементтерінің ара қашықтығы
0,2 мкм-ге дейінгі құрылымдарды
ажыратып көруге мүмкіндік береді.
Линзаның немесе екі линзадан
тұратын жүйенің заттардың үлкейтілген
кескінін беретін қасиеттері 16 ғасырдың
өзінде белгілі болған. Микроскопты
алғаш рет ғылыми - зерттеу жұмыстарына
қолдану ісі жануарлар тіні
мен өсімдік ұлпаларының клеткалық
құрылысын анықтаған (1665) ағылшын
ғалымы Р.Гук және Микроскоптың
жәрдемімен микроорганизмдерді
ашқан (1673 – 77) голланд ғалымы А.Левенгук
есімдерімен байланысты. 1872 – 73 жылы
неміс ғалымы Э.Аббе жасаған
Микроскопта өздігінен сәуле
шығармайтын нысандар кескінінің
түзілу теориясы әр түрлі микроскопты
зерттеу әдістерінің дамуына
зор ықпал етті. Жасушалардың
мембранасына, ядросына және цитоплазмасының
құрамына кіретін молекулалар
мен органоидтарды жарық немесе
электрондық микроскоп арқылы
көруге болады.Жарық арқылы көрсететін
микроскоп зерттейтін заттарды 100-3000
есеге дейін үлкейтіп көрсетеді,
ал жетілдірілген окулярды қолданып,зерттелетін
объектіні экранға түсіргенде
оны 100 мың есеге дейін үлкейтуге
болады. Биологияның арнаулы саласы-биохимия
жасушаның химиялық құрамын молекулалық
деңгейде зерттеу үшін центрифуга
деп аталатын күрделі құралды
пайдаланады.Ол өте жылдам айналып,жасушаның
құрылымдық бөліктерін бір-бірінен
бөліп алады,себебі оның бөліктерінің
тығыздықтары әр түрлі болады.
Жасушаның аса нәзік құрылысы
мен қызметін зерттеп тек цитологтардың,биохимиктердің,физиологтардың,
генетиктер мен биофизиктер күш-жігерін
ұштастырудың нәтижесінде ғана
мүмкін екені өзінен-өзі түсінікті.
Жасуша теорясы негізінің қалануы
және жетілдірілген техникалық
құралдардың шығуы жасушаның
құрылысы мен химиялық құрамын,
атқаратын қызметін зерттеуге
кең жол ашты.
Микроскоп, 1876 ж
Зат тұратын үстелде
орналасқан нысан жасанды жарықпен
(шам және линза-коллектор), айнаның
және конденсордың көмегімен
жарықтандырылады. Нысанды үлкейту
объектив пен окуляр арқылы
жүзеге асырылады. Объектив нысанның
төңкерілген шын және үлкейтілген
кескінін береді. Окуляр, әдетте, ең
жақсы көрінетін қашықтықта (D=250
мм) нысанның екінші ретті үлкейтілген
жорамал (жалған) кескінін түзеді. Егер
окулярды кескінді оның алдыңғы
окуляры фокусының алдына келетіндей
етіп ығыстырса, онда окулярдың
түзетін кескіні шын және оны
экранда немесе фотопленкада
алуға болады. Микроскоптың жалпы
үлкейтуі объектив пен окуляр
үлкейтулерінің көбейтіндісіне
тең: Г=bЧГок, мұндағы Гок окуляр
үлкейтуінің номинал мәні. Объективтің
үлкейтуі: b=D/fўоб формуласымен өрнектеледі,
мұндағы D – объективтің артқы
фокусы және окулярдың алдыңғы
фокусының ара қашықтығы; fўоб
– объективтің фокусаралық ара
қашықтығы. Окулярдың үлкейтуі лупаның
үлкейтуі сияқты мына формуламен
өрнектеледі: Гок=250/fўок, мұндағы fўок
– окулярдың фокус аралық қашықтығы.
Әдетте, Микроскоптың объективі 6,3-тен
100-ге, ал окуляры 7-ден 15-ке дейін
үлкейте алады. Сондықтан Микроскоптың
жалпы үлкейтуі 44-тен 1500-ге дейінгі
аралықта жатады. Иристік далалық
және апертуралық диафрагмалар
жарық шоғын шектеу және оның
шашырауын кеміту қызметін атқарады.
Микроскоптың негізгі сипаттамасы
оның ажыратқыштық шамасы (қабілеттілігі).
Микроскоптың ажыратқыштық шамасы
шектеулі болады, ол жарық дифракциясымен
түсіндіріледі.Микроскопты алғаш
рет ғылыми-зерттеу жұмыстарына
қолданғандар жануарлар тіні
мен өсімдік ұлпаларының клеткалық
құрылысын анықтаған (1665) ағылшын
ғалымы Роберт Гук және микроскоптың
жәрдемімен микроорганизмдерді
ашқан (1673 – 77) голланд ғалымы Антони
Ван Левенгук болды.
МИКРОСКОПТЫҢ ОПТИКАЛЫҚ СҰЛБАСЫ
ЖӘНЕ ӘСЕР ЕТУ ПРИНЦИПІ.
ғасырдың микроскоптары
18
Қолдану облыстарына не
болмаса бақылау әдістеріне байланысты
анықталады. Биологиялық Микроскоп
микробиологияда, гистологияда, цитологияда,
ботаникада, медицинада зерттеулер
жүргізуге, ал физикада, химияда, т.б.
мөлдір денелерге бақылау жүргізуге
арналған. Биологиялық зерттеулерде
осымен қатар люминесценттік
және инвертирленген Микроскоптар
қолданылады. Металлографикалық Микроскоп
– металдар мен қорытпалардың
микроқұрылымын зерттеуге; поляризациялық
Микроскоп – қосымша поляризациялық
қондырғылармен жабдықталған және
негізінен минералдар мен кендердің
шлифтерін зерттеуге; стереомикроскоптар
– бақыланатын заттардың көлемді
кескіндерін алу үшін; өлшеуіш
Микроскоптар – машина жасау
саласында дәл өлшеулер жүргізуге
арналған. Аталғандардан басқа арнайы
Микроскоп да бар: фотоэмульсиядағы
ядролық бөлшектердің іздерін
анықтайтын Микроскоп; 20000С-қа дейінгі
қыздырылған нысандарды зерттейтін
Микроскоп; операцияларда қолданылатын
хирург. Микроскоп, интерференциялық
Микроскоп.
МИКРОСКОПТЫҢ ТҮРЛЕРІ
Электронды микроскоп
Электронды микроскоптың
көрсеткіштік қабілеті өте жоғары.
Қазіргі электронды микроскоптың
көрсеткіштік қабілеттілігі 0,1-0,3 нм-ге
дейін жетеді. Электрондық микроскоптың
құрылыс принципі жарық микроскопына
ұқсас, сәулелерінің рөлін электр
тоғымен қыздырылған вакуумда
орналасқан V пішінді фольфрам жібі
электрондар тасқынының қызметін
атқарады, әйнек линзалардың орнында
электромагниттік линзалар орналасқан.
Жарық микроскопының объективі
мен окулярының орнына электрондық
микроскоптың магниттік катушкалары
сәйкес келеді. Электронды микроскопта
(ЭМ) міндетті түрде ваккум болуы
қажет, себебі ауада электрондар
алысқа кете алмайды, оттегі, азот
немесе көмір қышқыл газы молекулалармен
кездессе, олар бөгеліп өз жолын
өзгертіп шашырай кетеді. Электрондар
тасқынының бағытын қажетіне
қарай қуатты электр өрісі
немесе магнит өрісімен өзгертуге
болады. Электрондардың жылдамдығы
үдесе, электрондық микроскоптың
шешуші кабілеті артады.
Электронды микроскоптың
экраны мен фотопластинкада 50 000
есе үлкейтуге, фотошығаруда одан
да көп есе үлкейтуге (10) болады.
Қазіргі уақытта флуоресценцияланатын
экраннан электронды-микроскопиялық
суреттерді сандық телекамерамен
компьютерге беріледі. Принтерді
пайдалана отырып, суреттерді шығара
алады. Электронды микроскоптың
көмегімен металл мен кристалды
торларда зерттеуге қолданады.
Электронды микроскоптарда
жарықтың орнына электрон сәулелері
қолданылады, осыған байланысты
қолданылатын қуаттың күші 50—100
кВ-қа дейін барады, ал толқын
ұзындығы 0,056—0,035 А°-ге жетеді. Толқын
ұзындығы неғұрлым қысқа болса,
микроскоптың көрсеткіштік қабілеттілігі
сорғұрлым артатынын физика курсынан
жақсы білеміз. Осыған байланысты
электронды микроскоптардың көрсеткіштік
қабілеттілігі —1—7 А°-ға, ал үлкейткіштік
қабілеттілігі 600 000-ға дейін жетеді.
Электронды микроскоптың көмегімен
қарайтын заттың қалыңдығы 400—600А°
препаратты көруге болады, өйткені
қалың препараттан электрондар
өте алмайды, олардың өткізгіштік
қасиеті нашар. Электронды микроскопқа
препарат дайындайтын приборды
ультрамикротом деп атайды. Осы
прибордың көмегімен жұқа кесінді
жасап, оны объекті торына бекітіп,
арнайы бояулармен бояп, электронды
микроскоппен қарайды. Электрон
сәулелері препарат арқылы өткенде
объектінің үлкейтілген «көлеңкесі»
экранға түседі
ЭЛЕКТРОНДЫ МИКРОСКОП
Цитологияда негізгі қолданылатын
әдістердің бірі – жарық микроскобы.
Жасушалардың мембранасына, ядросына
және цитоплазмасының кұрамына
кіретін молекулалар мен органоидтарды
жарық немесе электрондык микроскоп
арқылы көруге болады. Жарық арқылы
көрсететін микроскоп зерттейтін
заттарды 100 — 3000 есеге дейін үлкейтіп
көрсетеді, ал жетілдірілген окулярды
қолданып, зерттелетін объектіні
экранға түсіргенде оны 100 мың
есеге дейін үлкейтуге болады.
Жарық микроскопия әдістерінде
объект арқылы жарық шоғы өтіп,
объектив линзалар жүйесіне түсіп,
алғашқы сурет пайда болады
да, окуляр линзаларының көмегімен
ұлғаяды. Жарық сәулесін қолданғанда
үлкендігі 200—350 нм объекті көрінеді,
ал УК сәулені пайдаланып, оның
үлкейту мүмкіндігін 130—140 нм-ге
дейін жеткізуге болады. Зерттелетін
заттарды өздеріне тән түске
бояғанда микроскоп арқылы жақсы,
анық көрінеді.
Микроскоптың көру қабілеттілігі
қолданылып отырған жарық ағымына
байланысты және жарық ағынының
1/3 бөлігіне тең болады. Жарық
толқынының ұзындығы неғұрлым
қысқа болса, микроскоптың көру
қабілеттілігі соғұрлым артады.
Соңғы жылдары жасушаны
зерттеуде жарық микроскоптарының
бірнеше түрлері (люминесценттік, фазасы
қарама-қарсы, электронды микроскоптарды)
қолданылады.
Фазалы контрасты микроскопия.
Жасушаның кейбір бөліктері жұқа
болғанымен, бір-бірінен тығыздықтары
мен жарық сындырғыштықтарымен
ерекшеленеді, жасушалардың осындай
қасиетіне фазасы қарама-қарсы
микроскопия әдісі негізделген.
Фазалы контрасты микроскоптың
ерекшелілігі – тірі жасушаларды,
боялмаған объектілерді зерттеуге
мүмкіндік береді.
ЖАРЫҚ МИКРОСКОБЫ
ЖӘНЕ ЭЛЕКТРОНДЫ МИКРОСКОПИЯ
ЖАРЫҚ