Микроскопия
Если вы встретите некоторых клеточных биологов и заставите их рассказать о том, что им больше всего нравится в их работе, вы можете обнаружить, что все сводится к одному: в тайне все они помешаны на микроскопах. В конце концов, что им действительно нравится, так это возможность часами сидеть в маленькой темной комнате, общаясь со своим любимым типом клеток через линзу красивого микроскопа. Это может показаться странным, но правда в том, что клетки могут быть очень красивыми, как живые витражи. Одним из моих любимых примеров этого является изображение ниже, на котором показаны клетки очень молодого листа кресс-салата, небольшого цветкового растения, родственного горчице.
Это изображение не является простой световой микрофотографией. Это флуоресцентное изображение специально подготовленного растения, в котором различные части клетки были помечены метками, чтобы заставить их светиться. Однако такого рода клеточная сложность и красота окружают нас повсюду, видим мы это или нет. Вы могли найти клетки с таким же сложным узором и красивой формой в любом растении, на которое вы смотрели — от розы на вашем заднем дворе до травы, растущей на тротуаре или морковки, которую вы ели на закуску. Давайте не будем ограничиваться растениями: изысканные слои клеток можно найти в вашей коже, в крыле насекомого и практически в любой другой живой ткани, на которую вы захотите взглянуть. Мы и мир вокруг нас — соборы из келий. Нам просто нужно немного микроскопии, чтобы оценить это.
Микроскопы и линзы
Хотя клетки различаются по размеру, они, как правило, довольно маленькие. Например, диаметр типичного эритроцита человека составляет около восьми микрометров (0,008 миллиметра).Для примера, головка булавки имеет диаметр около одного миллиметра, поэтому около 125 эритроцитов могут быть выстроены в ряд через головку булавки. За некоторыми исключениями, отдельные клетки нельзя увидеть невооруженным глазом, поэтому вместо этого ученые должны использовать микроскопы для их изучения.
В микроскопии особенно важны два параметра: увеличение и разрешение.
- Увеличение — Увеличением микроскопа называется отношение линейных размеров изображения предмета, видимого в микроскоп, к линейным размерам того же предмета, видимого невооруженным глазом на расстоянии наилучшего видения (для нормального глаза оно равняется 25см). Например, световые микроскопы, обычно используемые в средних школах и колледжах, увеличивают реальный размер примерно в 400 раз. Таким образом, то, что в реальной жизни имеет ширину 1 мм, на изображении под микроскопом будет иметь ширину 400 мм.
- Разрешение микроскопа или объектива — это наименьшее расстояние,на которое можно разделить две точки и при этом различить их как отдельные объекты.Чем меньше это значение, тем выше разрешающая способность микроскопа и тем лучше четкость и детализация изображения.Если бы две бактериальные клетки находились очень близко друг к другу на предметном стекле, они могли бы выглядеть как одна размытая точка в микроскопе с низкой разрешающей способностью, но могли бы быть различимы как отдельные в микроскопе с высокой разрешающей способностью.
И увеличение, и разрешение важны, если вы хотите получить четкое изображение чего-то очень маленького. Например, если у микроскопа большое увеличение, но низкое разрешение, все, что вы получите, — это увеличенная версия размытого изображения. Различные типы микроскопов различаются по увеличению и разрешению.