Контрольная работа по "Биологии"

Метод фазового контрастаи его разновидность — т. н. метод «аноптрального» контраста предназначены для получения изображений прозрачных и бесцветных объектов, невидимых при наблюдении по методу светлого поля. К таковым относятся, например, живые неокрашенные животные ткани. Суть метода в том, что даже при очень малых различиях в показателях преломления разных элементов препарата световая волна, проходящая через них, претерпевает разные изменения по фазе (приобретает т. н. фазовый рельеф). Не воспринимаемые непосредственно ни глазом, ни фотопластинкой, эти фазовые изменения с помощью специального оптического устройства преобразуются в изменения амплитуды световой волны, т. е. в изменения яркости («амплитудный рельеф»), которые уже различимы глазом или фиксируются на фоточувствительном слое. Иными словами, в получаемом видимом изображении распределение яркостей (амплитуд) воспроизводит фазовый рельеф. Получаемое таким образом изображение называется фазово-контрастным.

Фазово-контрастное  устройство может быть установлено  на любом световом микроскопе и состоит  из:

Набора объективов со специальными фазовым пластинками;

Конденсора с поворачивающимся диском. В нем установлены кольцевые  диафрагмы, соответствующие фазовым  пластинкам в каждом из объективов;

Вспомогательного  телескопа для настройки фазового контраста.

Настройка фазового контраста заключается в следующем:

Заменяют объективы  и конденсор микроскопа на фазовые (обозначенные буквами Ph) ;

Устанавливают объектив малого увеличения. Отверстие в диске  конденсора должно быть без кольцевой  диафрагмы (обозначенной цифрой "0");

Настраивают свет по Келеру;

Выбирают фазовый  объектив соответствующего увеличения и фокусируют его на препарат;

Поворачивают диск конденсора и устанавливают соответствующую  объективу кольцевую диафрагму;

Вынимают из тубуса окуляр и вставляют на его место  вспомогательный телескоп. Настраивают  его так, чтобы были резко видны  фазовая пластинка (в виде темного  кольца) и кольцевая диафрагма (в  виде светлого кольца того же диаметра). С помощью регулировочных винтов на конденсоре совмещают эти кольца. Вынимают вспомогательный телескоп и вновь устанавливают окуляр. 

Благодаря применению этого способа микроскопии контраст живых неокрашенных микроорганизмов  резко увеличивается и они выглядят темными на светлом фоне (позитивный фазовый контраст) или светлыми на темном фоне (негативный фазовый контраст).  

Фазово-контрастная  микроскопия применяется также  для изучения клеток культуры ткани, наблюдения действия различных вирусов  на клетки и т. п. В этих случаях  часто применяют биологические  микроскопы с обратным расположением  оптики - инвертированные микроскопы. У таких микроскопов объективы  расположены снизу, а конденсор - сверху.

Поляризационная микроскопия 

Поляризационная микроскопия  – это метод наблюдения в поляризованном свете для микроскопического  исследования препаратов, включающих оптически анизотропные элементы (или  целиком состоящих из таких элементов). Таковыми являются многие минералы, зёрна  в шлифах сплавов, некоторые животные и растительные ткани и пр. Оптические свойства анизотропных микрообъектов  различны в различных направлениях и проявляются по-разному в  зависимости от ориентации этих объектов относительно направления наблюдения и плоскости поляризации света, падающего на них. Наблюдение можно  проводить как в проходящем, так  и в отражённом свете. Свет, излучаемый осветителем, пропускают через поляризатор. Сообщенная ему при этом поляризация  меняется при последующем прохождении  света через препарат (или отражении  от него). Эти изменения изучаются  с помощью анализатора и различных  оптических компенсаторов. Анализируя такие изменения, можно судить об основных оптических характеристиках  анизотропных микрообъектов: силе двойного лучепреломления, количестве оптических осей и их ориентации, вращении плоскости  поляризации, дихроизме.

Метод интерференционного контраста 

Метод интерференционного контраста (интерференционная микроскопия) состоит в том, что каждый луч  раздваивается, входя в микроскоп. Один из полученных лучей направляется сквозь наблюдаемую частицу, другой — мимо неё по той же или дополнительной оптической ветви микроскопа. В окулярной  части микроскопа оба луча вновь  соединяются и интерферируют  между собой. Один из лучей, проходя  через объект, запаздывает по фазе (приобретает разность хода по сравнению  со вторым лучом). Величина этого запаздывания измеряется компенсатором. Можно сказать, что метод интерференционного контраста  сходен с методом фазового контраста  — они оба основаны на интерференции  лучей, прошедших через микрочастицу и миновавших её. Как и фазово-контрастная  микроскопия, этот метод дает возможность  наблюдать прозрачные и бесцветные объекты, но их изображения могут  быть и разноцветными (интерференционные  цвета). Оба метода пригодны для изучения живых тканей и клеток и применяются  во многих случаях именно с этой целью. Главное отличие интерференционной  микроскопии от метода фазового контраста  – это возможность измерять разности хода, вносимые микрообъектами. Метод  интерференционного контраста часто  применяют совместно с другими  методами микроскопии, в частности  с наблюдением в поляризованном свете. Его применение в сочетании  с микроскопией в ультрафиолетовых лучах позволяет, к примеру, определить содержание нуклеиновых кислот в общей сухой массе объекта. К интерференционной микроскопии относятся также методы использования микроинтерферометров.

Метод исследования в свете люминесценции 

Метод исследования в свете люминесценции (люминесцентная микроскопия, или флуоресцентная микроскопия) состоит в наблюдении под микроскопом  зелено-оранжевого свечения микрообъектов, которое возникает при их освещении  сине-фиолетовым светом или не видимыми глазом ультрафиолетовыми лучами. В  оптическую схему микроскопа вводятся два светофильтра. Один из них помещают перед конденсором. Он пропускает от источника-осветителя излучение только тех длин волн, которые возбуждают люминесценцию либо самого объекта (собственная люминесценция), либо специальных  красителей, введённых в препарат и поглощённых его частицами (вторичная  люминесценция). Второй светофильтр, который  установлен после объектива, пропускает к глазу наблюдателя (или на фоточувствительный слой) только свет люминесценции. В  люминесцентной микроскопии используют освещение препаратов как сверху (через объектив, который в этом случае служит и конденсором), так  и снизу, через обычный конденсор. Наблюдение при освещении сверху иногда называют «люминесцентной микроскопией в отражённом свете» (этот термин условен  — возбуждение свечения препарата  не является простым отражением света). Его часто используют совместно  с наблюдением по фазово-контрастному методу в проходящем свете. Метод  нашел широкое применение в микробиологии, вирусологии, гистологии, цитологии, в  пищевой промышленности, при исследовании почв, в микрохимическом анализе, в дефектоскопии. Такое многообразие применений объясняется очень высокой  цветовой чувствительностью глаза  и высокой контрастностью изображения  самосветящегося объекта на тёмном нелюминесцирующем фоне. Кроме того, информация о составе и свойствах исследуемых веществ, которую можно получить, зная интенсивность и спектральный состав их люминесцентного излучения, имеет огромную ценность.