Микроскопическая техника

        в биологии, совокупность методов и приёмов для изучения с помощью оптического и электронного микроскопов строения, жизнедеятельности, развития, химического состава и физических свойств клеток, тканей и органов. М. т. включает: подготовку живых объектов к микроскопическому исследованию и его проведение, изготовление постоянных (неживых) препаратов; микро-, гисто- и цитохимические исследования; особые методы подготовки препаратов для электронной микроскопии.

         Прижизненные наблюдения в проходящем свете осуществляются на простейших, мелких яйцах, культивируемых клетках и тканях, прозрачных участках тела многоклеточных (например, на кровеносных сосудах в плавательной перепонке лягушки). В отражённом свете под микроскопом можно изучать поверхностные структуры клетки, ткани, органа. Для цитофизиологических наблюдений пользуются прижизненным окрашиванием (См. Прижизненное окрашивание), дающим представление о pH клетки и её органоидов, а также о физиологическом состоянии живого объекта. Для прижизненных наблюдений требуются: нагревательный столик (рис. 1) особый термостат, перестраиваемый на заданную температуру в широком температурном диапазоне; стеклянные, пластмассовые, кварцевые, металлические или другие камеры (рис. 2) с постоянной или проточной средой требуемого состава. Наблюдаемые объекты (чаще клетки однослойных культур) могут длительное время оставаться нормальными при достаточном снабжении их питательными веществами и кислородом. Одна из задач М. т. для живых объектов — повышение контрастности изображения, для чего используется, например, фазово-контрастное устройство. Интерференционная микроскопия дополнительно даёт сведения о толщине объекта, концентрации в нём сухого вещества, содержании воды и показателе преломления. Прижизненные наблюдения проводятся также в тёмном поле (ультрамикроскопия) с использованием специального конденсора; при этом объект освещается сбоку, а фон остаётся тёмным. Темнопольное устройство позволяет увидеть чрезвычайно мелкие (например, коллоидные) частицы. С помощью поляризационного микроскопа можно изучать объекты (или их элементы), обладающие оптической анизотропией (См. Оптическая анизотропия). Для исследования как живых, так и неживых биологических объектов применяется люминесцентная микроскопия, особенно для изучения вторичной флуоресценции, возникающей при окраске клеток и тканей слабыми концентрациями флуорохромов (акридиновый оранжевый, эритрозин, родамин и др.). Различия во флуоресценции отдельных химических веществ (нуклеиновых кислот, липидов) позволяют изучать их локализацию, динамику изменений и даже количество изучаемого вещества. Соединение белка с флуорохромом (изоцианат флуоресцеина) и связывание этого вещества с Антителами (см. Иммунофлуоресценция) даёт возможность выяснить локализацию антигенов, судьбу антител и др. вопросы иммунологии (См. Иммунология). Недавно получил распространение метод микроскопии живых и неживых объектов в ультрафиолетовых лучах с использованием специальной кварцевой оптики. Наблюдения над живыми объектами документируются микрокиносъёмкой, особенно замедленной.

         Для получения постоянных препаратов объект фиксируют, т. е. убивают так, чтобы он сохранил по возможности неизменной структуру. Наиболее распространённые фиксаторы — формалин, спирт, четырёхокись осмия, а также комбинированные фиксаторы — смеси веществ. Фиксация (особенно для электронной микроскопии) осуществляется также методом лиофилизации (См. Лиофилизация), высушиванием мазков (например, крови) или отпечатков. При работе с клеточными культурами используются пластинки из стекла или слюды, на которых клетки располагаются в один слой. В других случаях для микроскопии пользуются срезами, получаемыми на Микротоме, объект при этом обезвоживают и заливают в парафин, целлоидин, желатину или замораживают. Для электронной микроскопии материал обычно фиксируют четырёхокисью осмия, а заливку производят в акриловые мономеры, которые полимеризуют соответствующим катализатором, или в эпоксидные смолы.

         Микро-, гисто- и цитохимические исследования. Для повышения контрастности препаратов, наблюдаемых в оптический микроскоп, применяют красители, избирательно окрашивающие разные клеточные структуры. Особенно широко используются красители в гистохимии (См. Гистохимия). Гистохимические реакции основаны на образовании некоторыми веществами нерастворимых и иногда окрашенных осадков, обнаруживаемых микроскопически. Ферменты обнаруживаются в клетках по активности при их воздействии на определённые субстраты, находящиеся в ткани или добавленные извне. Интенсивность гистохимических реакций часто изучают и оценивают визуально. Более совершенны количественные методы оценки, например подсчёт числа клеток с определённой интенсивностью окраски, числа зёрен осадка, а также Авторадиография, Цитофотометрия.

         При электронной микроскопии вирусов, микроорганизмов, ультратонких срезов более крупных объектов их контрастность усиливают напылением частиц металла. Для негативного контраста объект помещают в раствор более плотного вещества (например, фосфорно-вольфрамовой кислоты), заполняющего промежутки между изучаемыми частицами, которые выглядят светлыми на тёмном фоне. Контраст усиливают также, применяя «электронные красители» (четырёхокись осмия, уранил и др.), избирательно связывающиеся с некоторыми участками объекта. При использовании ферритина зёрна его, содержащие молекулы железа, обнаруживаются в составе клеточных структур. См. также Микроскоп.

        

         Лит.: Мейсель М. Н., Люминесцентная микроскопия, «Вестник АН СССР», 1953, № 10, с. 3—10; Ромейс Б., Микроскопическая техника, пер. с нем., М., 1954; Брумберг Е. М., О флуоресцентных микроскопах, «Журнал общей биологии», 1955, т. 16, № 3, с. 222—37; Современные методы и техника морфологических исследований. [Сб. ст.], под. ред. Д. А. Жданова, Л., 1955; Роскин Г. И., Левинсон Л. Б., Микроскопическая техника, 3 изд., М., 1957; Аппельт Г., Введение в методы микроскопического исследования, пер. с нем., М., 1959; Зубжицкий Ю. Н., Метод люминесцентной микроскопии в микробиологии, вирусологии и иммунологии, Л., 1964.

         С. Я. Залкинд.

        

        Рис. 1. Нагревательный столик на микроскопе.

        

        Рис. 2. Камера для культивирования клеток и прижизненных наблюдений за их ростом и развитием: 1 — камера в собранном виде; 2 — камера в разобранном виде: а — верхняя стальная пластина; б — резиновая прокладка; в — покровное стекло; г — средняя секция; д — нижняя стальная пластина; 3 — часть средней секции снизу: е — каналы; ж — резервуары.