Как найти препарат под микроскопом

Станислав Яблоков,
Ярославский государственный университет им. П. Г. Демидова
«Наука и жизнь» №2, 2014

Вот уже два года, как я наблюдаю за микромиром у себя дома, и год, как снимаю его на фотокамеру. За это время собственными глазами увидел, как выглядят клетки крови, чешуйки, опадающие с крыльев бабочек, как бьётся сердце улитки. Конечно, многое можно было бы узнать из учебников, видеолекций и тематических сайтов. Но при этом не было бы ощущения присутствия, близости к тому, что не видно невооружённым глазом. Что это не просто слова из книжки, а личный опыт. Опыт, который сегодня доступен каждому.

Что купить

Театр начинается с вешалки, а микросъёмка с покупки оборудования, и прежде всего — микроскопа. Одна из основных его характеристик — набор доступных увеличений, которые определяются произведением увеличений окуляра и объектива.

Не всякий биологический образец хорош для просмотра при большом увеличении. Связано это с тем, что чем больше увеличение оптической системы, тем меньше глубина резкости. Следовательно, изображение неровных поверхностей препарата частично будет размыто. Поэтому важно иметь набор объективов и окуляров, позволяющий вести наблюдения с увеличением от 10–20 до 900–1000×. Иногда бывает оправданно добиться увеличения 1500× (окуляр 15 и объектив 100×). Большее увеличение бессмысленно, так как более мелкие детали не позволяет видеть волновая природа света.

Следующий немаловажный момент — тип окуляра. «Сколькими глазами» вы хотите рассматривать изображение? Обычно выделяют монокулярную, бинокулярную и тринокулярную его разновидности. В случае монокуляра придётся щуриться, утомляя глаз при длительном наблюдении. В бинокуляр смотрят обоими глазами (не следует путать его со стереомикроскопом, дающим объёмное изображение). Для фото- и видеосъёмки микрообъектов понадобится «третий глаз» — насадка для установки аппаратуры. Многие производители выпускают специальные камеры для своих моделей микроскопов, но можно использовать и обычный фотоаппарат, купив к нему переходник.

Наблюдение при больших увеличениях требует хорошего освещения в силу небольшой апертуры объективов. Световой пучок от осветителя, преобразованный в оптическом устройстве — конденсоре, освещает препарат. В зависимости от характера освещения существует несколько способов наблюдения, самые распространённые из которых — методы светлого и тёмного поля. В первом, самом простом, знакомом многим ещё со школы, препарат освещают равномерно снизу. При этом через оптически прозрачные детали препарата свет распространяется в объектив, а в непрозрачных он поглощается и рассеивается. На белом фоне получается тёмное изображение, отсюда и название метода. С тёмнопольным конденсором всё иначе. Световой пучок, выходящий из него, имеет форму конуса, лучи в объектив не попадают, а рассеиваются на непрозрачном препарате, в том числе и в направлении объектива. В итоге на тёмном фоне виден светлый объект. Такой метод наблюдения хорош для исследования прозрачных малоконтрастных объектов. Поэтому, если вы планируете расширить набор методов наблюдения, стоит выбирать модели микроскопов, в которых предусмотрена установка дополнительного оборудования: конденсора тёмного поля, тёмнопольной диафрагмы, устройств фазового контраста, поляризаторов и т. п.

Оптические системы не идеальны: прохождение света через них сопряжено с искажениями изображения — аберрациями. Поэтому объективы и окуляры стараются изготавливать так, чтобы эти аберрации максимально устранить. Всё это сказывается на их конечной стоимости. Из соображений цены и качества имеет смысл покупать планахроматические объективы для профессиональных исследований. Сильные объективы (с увеличением, например, 100×) имеют числовую апертуру больше 1 при использовании иммерсии, масла с высоким показателем преломления, раствора глицерина (для УФ-области) или просто воды. Поэтому, если кроме «сухих» объективов вы берёте ещё и иммерсионные, стоит заранее позаботиться об иммерсионной жидкости. Её показатель преломления обязательно должен соответствовать конкретному объективу.

Иногда следует обратить внимание на устройство предметного столика и рукояток для управления им. Стоит выбрать и тип осветителя, которым может быть как обычная лампа накаливания, так и светодиод, который ярче и греется меньше. Микроскопы тоже имеют индивидуальные особенности. Каждая дополнительная опция — это добавка в цене, поэтому выбор модели и комплектации остаётся за потребителем.

Сегодня нередко покупают недорогие микроскопы для детей, монокуляры с небольшим набором объективов и скромными параметрами. Они могут послужить хорошей отправной точкой не только для исследования микромира, но и для ознакомления с основными принципами работы микроскопа. После этого ребёнку уже стоит купить более серьёзное устройство.

Как смотреть

Можно купить далеко не дешёвые наборы готовых препаратов, но тогда не таким ярким будет ощущение личного участия в исследовании, да и наскучат они рано или поздно. Поэтому следует позаботиться и об объектах для наблюдения, и о доступных средствах для подготовки препаратов.

Наблюдение в проходящем свете предполагает, что исследуемый объект достаточно тонок. Даже кожура ягоды или фрукта слишком толста, поэтому в микроскопии исследуют срезы. В домашних условиях их делают обычными бритвенными лезвиями. Чтобы не смять кожуру, её помещают между кусочками пробки или заливают парафином. При определённой сноровке можно достигнуть толщины среза в несколько клеточных слоёв, а в идеале следует работать с моноклеточным слоем ткани — несколько слоёв клеток создают нечёткое сумбурное изображение.

Исследуемый препарат помещают на предметное стекло и в случае необходимости закрывают покровным. Купить стёкла можно в магазине медицинской техники. Если препарат плохо прилегает к стеклу, его фиксируют, слегка смачивая водой, иммерсионным маслом или глицерином. Не всякий препарат сразу открывает свою структуру, иногда ему нужно «помочь», подкрасив его форменные элементы: ядра, цитоплазму, органеллы. Неплохими красителями служат йод и «зелёнка». Йод достаточно универсальный краситель, им можно окрашивать широкий спектр биологических препаратов.

При выезде на природу следует запастись баночками для набора воды из ближайшего водоёма и маленькими пакетиками для листьев, высохших остатков насекомых и т. п.

Что смотреть

Микроскоп приобретён, инструменты закуплены — пора начинать. И начать следует с самого доступного — например, кожуры репчатого лука. Тонкая сама по себе, подкрашенная йодом, она обнаруживает в своём строении чётко различимые клеточные ядра. Этот опыт, хорошо знакомый со школы, и стоит провести первым. Луковую кожуру нужно залить йодом на 10–15 минут, после чего промыть под струёй воды.

Кроме того, йод можно использовать для окраски картофеля. Срез необходимо сделать как можно более тонким. Буквально 5–10 минут его пребывания в йоде проявят пласты крахмала, который окрасится в синий цвет.

На балконах часто скапливается большое количество трупиков летающих насекомых. Не торопитесь от них избавляться: они могут послужить ценным материалом для исследования. Как видно из фотографий, вы обнаружите, что на крыльях насекомых есть волоски, которые защищают их от намокания. Большое поверхностное натяжение воды не позволяет капле «провалиться» сквозь волоски и коснуться крыла.

Если вы когда-нибудь задевали крыло бабочки или моли, то, наверное, замечали, что с неё слетает какая-то «пыль». На снимках отчётливо видно, что это не пыль, а чешуйки с крыльев. Они имеют разную форму и довольно легко отрываются.

Кроме того, с помощью микроскопа можно изучить строение конечностей насекомых и пауков, рассмотреть, например, хитиновые плёнки на спине таракана. И при должном увеличении убедиться, что такие плёнки состоят из плотно прилегающих (возможно, сросшихся) чешуек.

Не менее интересный объект для наблюдения — кожура ягод и фруктов. Однако либо её клеточное строение может быть неразличимым, либо её толщина не позволит добиться чёткого изображения. Так или иначе, придётся сделать немало попыток, прежде чем получится хороший препарат: перебрать разные сорта винограда, чтобы найти тот, у которого красящие вещества кожуры имели бы интересную форму, или сделать несколько срезов кожицы сливы, добиваясь моноклеточного слоя. В любом случае вознаграждение за проделанную работу будет достойным.

Ещё более доступны для исследования трава, водоросли, листья. Но, несмотря на повсеместную распространённость, выбрать и приготовить из них хороший препарат бывает непросто. Самое интересное в зелени — это, пожалуй, хлоропласты. Поэтому срез должен быть исключительно тонким.

Приемлемой толщиной нередко обладают зелёные водоросли, встречающиеся в любых открытых водоёмах. Там же можно найти плавучие водоросли и микроскопических водных обитателей — мальков улитки, дафний, амёб, циклопов и туфелек. Маленький детёныш улитки, оптически прозрачный, позволяет разглядеть у себя биение сердца.

Сам себе исследователь

После изучения простых и доступных препаратов захочется усложнить технику наблюдения и расширить класс исследуемых объектов. Для этого понадобится и специальная литература, и специализированные средства, свои для каждого типа объектов, но всё-таки обладающие некоторой универсальностью. Например, метод окраски по Граму, когда разные виды бактерий начинают различаться по цвету, можно применить и для других, не бактериальных, клеток. Близок к нему и метод окраски мазков крови по Романовскому. В продаже имеется как уже готовый жидкий краситель, так и порошок, состоящий из его компонентов — азура и эозина. Их можно купить в специализированных магазинах либо заказать в интернете. Если раздобыть краситель не удастся, можно попросить у лаборанта, делающего вам анализ крови в поликлинике, стёклышко с окрашенным её мазком.

Продолжая тему исследования крови, следует упомянуть камеру Горяева — устройство для подсчёта количества клеток крови и оценки их размеров. Методы исследования крови и других жидкостей с помощью камеры Горяева описаны в специальной литературе.

***

В современном мире, где разнообразные технические средства и устройства находятся в шаговой доступности, каждый сам решает, на что ему потратить деньги. Это может быть дорогостоящий ноутбук или телевизор с запредельным размером диагонали. Находятся и те, кто отводит свой взор от экранов и направляет его далеко в космос, приобретая телескоп. Микроскопия может стать интересным хобби, а для кого-то даже и искусством, средством самовыражения. Глядя в окуляр микроскопа, проникают глубоко внутрь той природы, часть которой мы сами.

Фото автора.

«Наука и жизнь» о микросъёмке:
Микроскоп «Аналит» — 1987, №1.
Ошанин С. Л. С микроскопом у пруда. — 1988, №8.
Ошанин С. Л. Невидимая миру жизнь. — 1989, №6.
Милославский В. Ю. Домашняя микрофотография. — 1998, №1.
Мологина Н. Фотоохота: макро и микро. — 2007, №4.

Прежде чем показывать результаты моих наблюдений, в этой публикации я бы хотела ответить на вопрос, о котором шла речь ранее, что же можно посмотреть под микроскопом, где искать материал для исследования, а также расскажу вам о важных правилах при работе с микроскопом и немного поговорим об его устройстве.

Устройство микроскопа

Начнем с устройства микроскопа, выше приведена иллюстрация, на которой схематично и изображены составные части, о них стоит все-таки знать, если вы планируете время от времени заниматься исследованиями (наблюдениями) и правильно их называть при работе.

1 – окуляр

2 – тубус (окулярная трубка)

3 – револьверная насадка на 3 объектива (есть модели с разным количеством объективов)

4 – объективы

5 – предметный столик

6 – штатив

7 – макро и микровинты

8 – дисковая диафрагма, конденсор

9 – осветитель (лампочка или зеркало)

10 – основание

Это упрощенная схема, и современные микроскопы могут отличаться от представленной схемы, но основные части здесь изображены, для нас этой информации будет достаточно.

Правила работы с микроскопом

Работая с микроскопом важно соблюдать правила, поэтому настоятельно советую их прочитать и применять на практике. Если вы исследуете мир совместно с ребенком, то обязательно объясните ему эти правила и не оставляйте ребенка наедине с прибором.

Я не буду описывать последовательность всех операций, на самом деле это не так важно, я остановлюсь лишь на самых важных правилах, которые необходимо помнить всегда.

1. Исследовать образец всегда надо начинать с малого увеличения.

2. После настройки видимости на малом увеличении, переходить на большое увеличение.

3. Нельзя смотреть в окуляр и одновременно опускать объектив, это может привезти к повреждению фронтальной линзы объектива (появятся царапины) и раздавливанию покровного стекла препарата.

4. Объектив опускаем под контролем глаза до упора (обычно объектив на малом увеличении опускается не ниже чем 1см до предметного столика), либо если ограничения нет, тогда опускаем не ниже 0,5-1 см. И затем используя регулировочный макровинт (грубая наводка), поднимаем объектив вверх пока не появится четкое изображение (в моем микроскопе надо крутить макровинт от себя, чтобы поднять объектив). На больших увеличениях (особенно это касается объектива, который работает с эмерсионным маслом) использовать только микровинт!

5. Периодически протирать объективы и окуляр, от грязи и пыли специальными салфетками и средствами для оптики.

Приготовление препаратов

Еще коснусь вопроса качественно подготовленного материала для исследования. Т.к. все наши препараты мы готовим только на время изучения, такие препараты являются временными. Поэтому от качества приготовления зависит чистота исследования.

Укладывая покровное стекло на предметное, следите, чтобы между стеклами не образовывались пузырьки воздуха.

В зависимости от того, что мы будем исследовать, возможно нам придется по особенному готовить материал, об этом я буду рассказывать в каждом конкретном случае, а также покажу в видео.

Что касается готовых препаратов, которые продаются в магазинах, то там делать ничего не нужно, препараты уже готовы к исследованию. О том, как можно сделать препарат на длительный промежуток времени, я тоже коснусь в будущих публикациях, а также покажу фото готовых препаратов, которые есть у меня.

Куда бежать за исследовательским материалом?

Всем оставаться на своих местах!

Никуда бежать не нужно, приоткрою вам завесу тайны, мы живем среди него! Только тсс… :))

Будем изучать все, что окружает нас дома, а также обязательно выходить на улицу и искать там материал для исследования. Я опубликую отдельную статью о том, как нам собраться в «натуралистический поход», что с собой стоит взять, как собирать материал, как его хранить и транспортировать. Будем работать с вами как настоящие исследователи.

И т.к. нам надо с чего-то начать, давайте начнем с того, что не так сильно будет шокировать нашу нежную неподготовленную психику и не вызовет отвращение или порыв пойти убраться дома, с литром дезинфицирующих средств, а потом еще разок убраться на всякий случай, а то вдруг полчища невидимого врага внезапно начнут атаку.

Предлагаю исследование начать с чего-то неживого, например, можно посмотреть какие-нибудь ткани, или бумагу, стружку от карандашей.

Но я начну с того, что можно найти на кухне. Моя следующая публикация будет как раз об этом.

Изучение любого
гистологического препарата необходимо
начинать со слабого увеличения, при
котором нужно рассмотреть весь срез,
ориентироваться в том, что можно увидеть
на препарате и выбрать наиболее типичные
и удобные для дальнейшего детального
изучения места. На любом микропрепарате
обычно бывают такие участки, где
интересующие детали выявлены лучше,
яснее; часто это зависит от плоскости
разреза (поперечные или продольные), а
иногда и от качества обработки препарата,
не всегда одинаковой на всем протяжении
среза (особенно на препаратах,
импрегнированных серебром). В слоистых
органах важно найти место с хорошим
вертикальным разрезом, так как только
на таком разрезе слои будут видны с
полной ясностью. Поэтому студент не
должен спешить переходить к сильному
увеличению, не рассмотрев детально
препарата при слабом увеличении.

Перед работой надо
проверить револьвер микроскопа [он
должен быть замкнут на засечку слабого
(8х) объектива] и зеркало (при обычном
источнике освещения взять вогнутое
зеркало). Затем необходимо последовательно
проделать следующее.

1. Поставить
микроскоп в удобное для наблюдения
положение у края стола, чтобы не
приходилось к нему тянуться; при штативах
с вертикальным тубусом надо нагнуть
микроскоп, чтобы окуляр оказался на
уровне глаза наблюдателя.

2. Установить
освещение при слабом объективе; для
этого надо повернуть зеркало в такое
положение, чтобы все поле зрения
микроскопа было освещено равномерно и
достаточно интенсивно.

3. Положить препарат
на предметный столик микроскопа так,
чтобы объект приходился над отверстием
столика. При этом надо обязательно
проверить положение препарата покровным
стеклом вверх.

4. Движением
кремальеры найти фокус слабого увеличения,
при котором препарат ясно будет виден
в поле зрения (свободное расстояние
между стеклом препарата и фронтальной
линзой объектива при этом будет около
1 см
(точнее 8,5
мм).

5. Рассмотреть
препарат при слабом увеличении.
Сориентировавшись в препарате, найти
место, подходящее для изучения при
сильном увеличении, поставить его в
центр поля зрения (передвигая препарат
по столику рукой.

6. Не меняя положения
тубуса, повернуть плавным движением
револьвер на сильный (40х) объектив,
проследив за замыканием засечки
револьвера.

7. Контролируя
глазом сбоку, опустить тубус примерно
до расстояния 0,5-1 мм
от стекла.
Затем, глядя в окуляр, осторожным
движением кремальеры найти нужный фокус
и микровинтом отфокусировать объект.
При объективе 40 свободное расстояние
будет меньше половины миллиметра (точнее
0,40 мм),
поэтому
легко неосторожным движением раздавить
препарат и повредить объектив. Это
необходимо помнить, переходя (особенно
на первых порах) к сильному увеличению.

8. Изучить препарат
при сильном увеличении.

Очень важно с
первого же занятия приучиться к двум
основным правилам микроскопирования.
Во-первых, при сильном увеличении
необходимо непрерывно пользоваться
микрометрическим винтом, слегка вращая
его в обе стороны. Это нужно потому, что
микровинт служит не только для установления
точной фокусировки. Ведь как бы ни был
тонок рассматриваемый объект, он имеет
толщину, и различные структурные детали
объекта занимают различные уровни в
пределах его толщи. Поэтому, чтобы ясно
проследить и увидеть детали структуры,
необходимо все время менять фокус,
устанавливая его на различные уровни
толщи препарата. Для этого необходимо,
чтобы левая рука в продолжение всего
времени микроскопирования находилась
на барашке микрометрического винта и
слегка его поворачивала в обе стороны.
Только тогда можно разобраться в
структуре препарата и по-настоящему
увидеть его тонкое строение. Этот прием
необходимо выработать с самого начала
работы с микроскопом.

Другое важное
правило относится к микроскопированию
обоими глазами.
Начинающие
стараются зажмурить один глаз, который,
как им кажется, «мешает». В действительности
закрывание одного глаза вредно, так как
глазные мышцы в обоих глазах работают
координированно, и закрывание одного
глаза напрягает мышцы того глаза, которым
ведется наблюдение. В результате
создается ненужное утомление. Поэтому
надо с первого же занятия приучить себя,
смотря в окуляр одним глазом (удобнее
левым), не закрывать другого глаза. На
первых порах он будет «мешать», и
наблюдатель будет им видеть стол, тетрадь
и т. д. Но стоит сделать над собой небольшое
усилие и отвлечься от того, что видит
этот глаз, сосредоточившись на препарате,
как свободный глаз перестает мешать,
наблюдатель перестает видеть посторонние
предметы, и наблюдение ведется спокойно,
без утомления.

После окончания
изучения микропрепарата следует поднять
тубус, перевести револьвер на слабое
увеличение и только тогда снять препарат
с микроскопа. Нельзя вытаскивать препарат
из-под сильного объектива, этим можно
повредить препарат и безнадежно испортить
объектив.

Соседние файлы в папке ГИСТОЛОГИЯ

• #

  07.03.20161.51 Кб67Атласы.lnk

• #
• #
• #
• #
• #

  07.03.20161.51 Кб74Книги.lnk

• #

Микроскопические измерения

Для проведения измерений и подсчета необходимы: объект-микрометр, окуляр-микрометр и препаратоводитель на столике микроскопа.

Объект-микрометр представляет собой металлическую или стеклянную пластинку в форме  предметного стекла (рис.1а).

На этой пластинке обозначен круг, в центре которого имеется шкала. Величина всей шкалы составляет 1 мм. Она разделена на 100 частей (рис.1б). Интервалы между делениями обычно равны 0,01 мм, т.е. 10 микрометрам (сокращенное обозначение мкм) – это цена одного деления объект-микрометра. Эта величина всегда обозначена в виде маркировки на объект-микрометре. Объект-микрометр нужен для определения цены деления окуляр-микрометра, для определения масштаба изображения на микрофотографиях и рисунках и для определения увеличения микроскопов со сложными оптическими системами.

Окуляр-микрометр представляет собой тонкую круглую стеклянную (отдельную или вмонтированную в окуляр) пластинку, с нанесенной на ней линейной шкалой (рис.1в). Длина всей шкалы может равняться 5 мм. Она разделена на 50 частей, по 0,1 мм каждая, или же на 200 частей – по 0,05 мм каждая. Бывает шкала  окуляр-микрометра длиной в 10 мм. Она разделена на 100 частей, по 0,1 мм каждая. Окуляр-микрометр вставляется между линзами окуляра. Такой окуляр-микрометр служит для линейных измерений.

Для измерений плоскостей и для подсчета числа клеток в определенной площади используется сетчатый окуляр-микрометр. В нем на стеклянной пластинке нанесен квадрат. Длина сторон квадрата 10 мм. Каждая сторона квадрата разделена на 20 частей.  В результате пересечения горизонтальных и вертикальных линий образуется сеточка, с интервалами между делениями 0,5 мм  (рис.1г).

Для измерения больших объектов и для повышения точности измерений используется винтовой окуляр-микрометр. Отсчетный механизм его состоит из шкалы (от 0 до 8 мм) с интервалами между делениями в 1 мм, нанесенной на неподвижной стеклянной пластинке, и сетки в виде двух рисок с перекрестием, нанесенной на подвижной стеклянной пластинке, а также микрометренного винта  с отсчетным барабаном. Обе пластинки расположены в фокальной плоскости окуляра. Подвижная пластинка с рисками и перекрестием связана с микрометренным винтом так, что при его вращении перекрестие и риски перемещаются в поле зрения окуляра относительно неподвижной шкалы. Шаг винта равен 1 мм. Таким образом, при повороте барабана винта на один полный оборот, риски и перекрестие в поле зрения окуляра переместятся на одно деление шкалы. Следовательно, неподвижная шкала в поле зрения служит для отсчета полных оборотов барабана винта, т.е. для отсчета полных миллиметров, на которые перемещается перекрестие и риски окуляр-микрометра. Барабан винта разделен на 100 частей.  При шаге винта в 1 мм поворот барабана на одно деление соответствует перемещению перекрестия и рисок на 0,01 мм. Таким образом, шкала барабана служит для отсчета сотых долей  миллиметра.

Полный отсчет по шкалам окуляр-микрометра складывается из отсчета по неподвижной шкале и отсчета в поле зрения определяется положением перекрестия и рисок, т.е.  подсчитывается, на сколько полных делений шкалы они переместились, считая от нулевого деления шкалы. При отсчете по барабану микрометренного винта, определяют, какое деление шкалы барабана приходится против индекса, расположенного на подвижной части винта. Пределы измерения винтовым окуляр-микрометром – от 0 до 8 мм.

1. Линейное измерение объектов.

Величина объектов измеряется единицами длины микрометрами (мкм), которые раньше назывались микронами.

Изображение объектов под микроскопом измеряется окуляр-микрометром в делениях его шкалы. Поворотом окуляра, в который вложен окуляр-микрометр, и перемещением препаратоводителя на столике микроскопа, совмещают шкалу  окуляр-микрометра с измеряемым объектом по направлению измерения. Определяют сколько делений окуляр-микрометра приходится на длину (ширину) объекта. При работе с винтовым окуляр-микрометром, наблюдая в окуляр и вращая барабан по часовой стрелке, подводят центр перекрестия до совмещения с краем измеряемого объекта и делают первый отсчет по шкалам окуляр-микрометра по положению рисок.

По шкале в поле зрения отсчитывают полные мм, а по шкале барабана – сотые доли мм. Таким образом подводят перекрестие до совмещения его центра с изображением второго края измеряемого объекта и делают второй отсчет по шкалам микрометра. Вычисляют разность отсчетов, которая является величиной изображения объекта.

Например, первый отсчет по окуляр-микрометру равен 3,52 мм; второй отсчет равен 3,64 мм. Величина изображения объекта = 3,64 мм – 3,52 мм = 0,12 мм (120 мкм).

Для выяисления абсолютной величины объекта нужно определить цену деления окуляр-микрометра. Для этого на предметный столик микроскопа, вместо препарата помещают объект-микрометр, находит его шкалу и совмещают ее со шкалой окуляр-микрометра. Определяют сколько делений окуляр-микрометра приходится на какое-то определенное, возможно большее, число делений объект-микрометра.

Высчитывают цену деления окуляр-микрометра: L = (N x s)/ n, где

L-  Цена деления окуляр-микрометра

N- Число делений объект-микрометра

S- Цена одного деления объект-микрометра (см. маркировку)

n- Число делений окуляр-микрометра, совпадающих с числом делений  объект-микрометра

Пример: 40 делений окуляр-микрометра точно совпадают с 9  делениями объект-микрометра. Цена деления объект-микрометра равна 0,01 мм (10 мкм).

Расчитаем цену одного деления окуляр-микрометра: L = (9 х 0,01 мм)/40 = 0,00225 мм » 2 мкм.

Таким образом, цена деления окуляр-микрометра при данной комбинации окуляра и объектива равна двум мкм. Цена деления окуляр-микрометра зависит от комбинации окуляра и объектива, а также от длины тубуса микроскопа.  Поэтому она определяется для каждого сочетания окуляра и объектива, применяемого для измерения, и записывается. При работе на одном микроскопе можно один раз определить цену деления окуляр-микрометра при различных  комбинациях окуляров и объектвов и использовать полученные величины при последующих измерениях. При работе с объективами, у которых имеется коррекционное устройство на толщину покровного стекла, все сравнительные измерения проводят при одинаковом его значении.

Абсолютную величину объекта вычисляют, умножая величину изображения объекта, определенную в делениях окуляр-микрометра на цену деления окуляр-микрометра.

В нашем примере: абсолютная величина объекта = 120 мкм х 2 мкм= 240 мкм.

2. Определение увеличения (масштаба) изображения на микрофотографиях и рисунках.

Для определения увеличения микрофотографий фотографируют шкалу объект-микрометра при тех же комбинациях окуляра, объектива и увеличения фотонасадки, если их несколько, как у МФН-II, при которых проводилась съемка объекта.  Негативы с указанием значения окуляра и объектива хранить в фототеке. При печати микроснимков при этом же увеличении  фотоувеличителя печатают и фотографию шкалы объект-микрометра.  На фотоотпечатке линейкой измеряют величину нескольких делений шкалы объект-микрометра или всю шкалу. Полученное число делят на абсолютную величину этого отрезка шкалы объект-микрометра (число делений объект-микрометра, умноженное на абсолютную величину одного деления объект-микрометра; абсолютную величину одного деления объект-микрометра определяют по маркировке на пластинке объект-микрометра). Это число и есть кратность увеличения изображения на микрофотографии. Для определения увеличения  рисунка, проецируют на этот рисунок рисовальным аппаратом шкалу объект-микрометра (при той же оптике, при которой выполнялся рисунок) и зарисовывают часть шкалы объект-микрометра. Затем производят те же измерения и подсчеты, что и при определении увеличения на микрофотографиях.

Например, изображение семи делений объект-микрометра на рисунке или микрофотографии равны 18 мм. Абсолютная величина одного деления объект-микрометра (по маркировке на нем) равна 0,01 мм.  Абсолютная величина семи делений объект-микрометра = 7 х 0,01 = 0,07 мм (70 мкм).

Увеличение изображения= 18 мм (18000 мкм)/ 0,07 мм (70 мкм) = 257

Можно на рисунках для печати изобразить небольшой отрезок шкалы объект-микрометра, с указанием абсолютной величины этого отрезка в мкм.

3. Определение абсолютной величины объекта по его рисунку. 

При проецировании шкалы объект-микрометра на рисунок можно по изображению объекта на рисунке вычислить абсолютную величину объекта без измерения его окуляр-микрометром. Величина объекта на рисунке и величина отрезка шкалы объект-микрометра на рисунке измеряется линейкой.

S = (B x K) / b , где

S – Абсолютная величина объекта;

B – абсолютная величина отрезка шкалы (нескольких делений) объект-микрометра;

K – величина объекта на рисунке;

b – величина отрезка шкалы объект-микрометра (нескольких делений) на рисунке.

Пример: Величина изображения объекта на рисунке равна 62 мм.  Произвольный отрезок спроецированной шкалы объект-микрометра на рисунке равен 22 мм и включает в себя 10 делений объект-микрометра. Абсолютная величина этого отрезка шкалы объект-микрометра равна числу делений в нем, умноженному на абсолютную величину одного деления (по маркировке на  пластинке объект-микрометра), т.е. 10 х 0,01 мм = 0,1 мм.

Абсолютная величина объекта = (0,1 мм х 62 мм) / 22 мм = 0,282 мм = 282 мкм.

Все подсчеты проводятся в одних единицах измерения в мм, а конечный результат можно перевести в мкм (1 мм = 1000 мкм).

4. Определение “линейного увеличения” объектов. 

Кроме абсолютной величины объектов, в цитологических исследованиях используется показатель “линейное увеличение” т.е. отношение величины изображенного на рисунке объекта к абсолютной величине объекта. Способы определения величины объекта на рисунке и абсолютной величины объекта описаны выше.

Если взять данные из предыдущего примера, где величина  изображения объекта на рисунке равна 22 мм, а абсолютная его  величина равна 0,282 мм, то линейное увеличение объекта  = 22 мм / 0,282 мм = 78.

5. Измерение длины с помощью крестообразного столика (препаратоводителя) микроскопа [1].

Линейной мерой объекта в двух измерениях служит продольное и поперечное смещение столика относительно делений шкалы нониуса. При этом возможны точные змерения от 0,1 мм и приблизительные – до 0,05 мм. Для этого применяют окуляры с перекрестием или с указателем.  Препаратоводитель смещают до совпадения точки измеряемого объекта, принятой за начало отсчета, с перекрестием и отмечают показания измерительной шкалы. Затем продольным или поперечным движением препаратоводителя достигают конечной точки отсчета и вновь отмечают показания. Разность показаний является линейной мерой исследуемого объекта.

6. Измерение длины с помощью счетной камеры [1].

В качестве вспомогательного приспособления для измерения длины можно применять камеру для подсчета элементов крови. Дно отсчетной камеры разделено на квадраты различной длины. Длина сторон наименьшего квадрата равна 0,05 мм, “Группового квадрата” – 0,2 мм и большого квадрата – 1 мм. Измеряемый объект помещают в счетную камеру и определяют его длину путем сравнения его с  длиной сторон квадратов счетной камеры.

7. Пересчет количества структурных элементов (устьиц, волосков и др.) на единицу площади (1 кв.мм) органа, ткани.

Сначала необходимо вычислить площадь поля зрения микроскопа (при той же комбинации объектива и окуляров, при которой будет проводиться подсчет) по формуле

S = pr2 где:

S – площадь поля зрения микроскопа,

r – радиус поля зрения микроскопа,

p – 0,1416.

Диаметр  поля зрения микроскопа (d) измеряется объект-микрометром, значение диаметра делится на 2 и получается значение радиуса для прведенной выше формулы. Зная цену деления объект-микрометра (см. маркировку на пластинке объект-микрометра), легко вычислить диаметр поля зрения микроскопа.  Затем подсчитывают количество изучаемых структурных элементов в поле зрения микроскопа (при условии, что изучаемая ткань или орган занимают все поле зрения микроскопа):

A =  W x (1 мм 2/S)  , где

A – Количество изучаемых структурных элементов  на единицу площади в 1 мм 2

W – Количество их в поле зрения микроскопа

S  – Площадь поля зрения микроскопа (мм 2)

Отношение   (1 мм 2 / S) является постоянным коэффициентом для данной оптики, на который можно умножить подсчитанное количество структурных элементов в поле зрения, не составляя каждый раз уравнения.

Пример: 

d = 420 мкм = 0,42 мм;

r = 210 мкм = 0,21 мм;

r2 = 0,0441 кв.мм;

S = 3,1416 х 0,0441 = 0,138 мм 2

В поле зрения подсчитано 52 устьица.  52 устьица приходится на площадь 0,138 мм 2 . Х устьиц приходится на площадь 1 кв.мм:

Х = 52 х (1:0,138) = 52 х 7,25 = 373 устьица.

Таким образом, на площадь листа в 1 кв.мм приходится 373 устьица. 7,25 – постоянный коэффициент для данной оптики.

8. Измерение толщины объекта.

При измерении толщины пользуются микрометрическим винтом микроскопа. Сначала наводят на резкость верхнюю поверхность измеряемого объекта, а затем  нижнюю. Отмечают разность в обоих положениях микровинта по делениям, которые на нем имеются. Эти деления обычно соответствуют микрометрам. При применении иммерсинных объективов эта величина равна толщине объекта; при объективах сухих систем ее надо умножить на 1,5, т.е. на соотношение между показателями преломления стекла и воздуха.