Биологиялық объектілер микроскопиясының арнайы тәсілдері



1. Микроскоптың оптикалық жүйесі, объектінің кескіні
2. Оптикалық микроскоптың үлкейтуінің формуласы.
3. Максималды және пайдалы үлкейту.
4. Микроскоптың рұқсат ету шегі және мүмкіндігі
5. Электронды микроскоп, электронды оптиканың элементтері
6. Көз көру мүшесі. Көздің диоптриялық жүйесі
Электронды микроскопия арқылы микроқұрылымдардың атомды – молекулалық деңгейде зерттеуге болады. ЭМ объектілердің үлкейтулері жоғары болады, оптикалық микроскоптан алынбаған мәліметтерді алуға мүмкіндік береді.
ЭМ-тың биологияда және медицинада пайдаланылуы ұлпаның жасушасыртындағы компоненттері арқылы жасушаның құрылымын оқып үйретеді. Алынған мәліметтер негізінде (биологиялық объектілер үшін рұқсат етуі 12-6 А, ал үлкейтілуі 800—1200 мыңға жуық) 1940 жылдан бастап мембрананың, митохондрияның, рибосоманың және басқа жасушасыртындағы құрылымдар, мысалы ДНК-ның кейбір макромолекулаларының жұқа құрылысы сипатталды. Электронды микроскоппен 1950 жылдан бастап микроәлем туралы ақпараттар алына бастады.
ЭМ-та электрон тек бөлшек қана емес толқындық қасиеттерге де ие болады, ол микроскопияда электрондық сәуле шығарудың тірегі ретінде қолданылады. Электрондық сәуле шығарудың толқын ұзындығы оның энергиясына тәуелді, ал энергия мынаған тең: Е=e*U, мұндағы U- потенциалдар айырымы, e - электронның заряды. Электрондық сәуле шығарудың толқын ұзындығы потенциалдар айырымы 200000В болғанда шамамен 0,1 нм-ге тең. Эл.микроскоптың жұмыс істеу принципі электр және магнит өрістерінің электрлік шоқтардың фокусталған әсеріне негізделген. Линзаның ролін электронды микроскопта электр және магнит өрістеріне есептелген құрылғы атқарады, бұл өрісті тудыратын лизаларды «электронды» линзалар деп атайды. ОПЭМ –оптикалық микроскопқа ұқсас, оның ерекшелігі жарықтандыру үшін жарық емес электрондар ағыны алынады. ОПЭМ-ның құрамына: электронды прожектор, бірнеше конденсорлы линзалар, объективті линза және окулярға сәйкес келетін, бірақ та фотопластинкаға нақты кескін беретін проекциялық жүйе. Электрондар электр өрісі арқылы үдейді де (шамамен 100000В), өріс жіңішке шоқ болып электрондар фокусталады. Микроскоп колонкасында электрондар қозғалады, ЭМ вакууммен қаматамасыз етіледі, ол бірнеше компоненттерден тұрады:
1. А.Н. Ремизов Медицинская и биологическая физика. М. Дрофа, 2004г.
2. Ремизов А.Н., Потапенко А.Я. Курс физики. М. "Высшая школа". 2002 г.
3. М.Е. Блохина, И.А.Эссаулова, Г.В.Мансурова. Руководство для лабораторных работ по медицинской и биологической физике. М. Дрофа.2002.
4. В.А. Тиманюк, Е.Н. Животова Биофизика М. 2003.

Пән: Биология
Жұмыс түрі:  Материал
Тегін:  Антиплагиат
Көлемі: 6 бет
Таңдаулыға:   
Тақырыбы: Биологиялық объектілер микроскопиясының арнайы тәсілдері.
Мақсаты: Оптикалық микроскопта кескінді алудың физикалық негізін, оның
сипаттамаларын оқып үйрену. Электронды оптиканың элементтерін, электронды
микроскоптың жұмыс істеу принципін және оның мүмкіндіктерін оқып үйрену.
Көздің оптикалық жүйесі. Берілген тақырып бойынша есеп шығару әдістемесін
меңгеру.
Оқытудың міндеттері:
• Студент оптикалық және электронды микроскоптардағы кескінді алудың
физикалық негізін, оның мүмкіндіктерін, көзді оптикалық жүйе ретінде
қарастыруды білуі тиіс.
• Студент биологиялық жүйелерді зерттегенде пайдаланатын микроскоптардың
негізгі топтарын білуі қажет.
Тақырыптың негізгі сұрақтары:
1. Микроскоптың оптикалық жүйесі, объектінің кескінін салу.
2. Оптикалық микроскоптың үлкейтуінің формуласы.
3. Максималды және пайдалы үлкейту.
4. Микроскоптың рұқсат ету шегі және мүмкіндігі
5. Электронды микроскоп, электронды оптиканың элементтері
6. Көз көру мүшесі. Көздің диоптриялық жүйесі

Оқыту әдісі - берілген тақырыпқа берілген хабарламаларды талқылау, есептер
және тапсырмалар шығару.
Ақпараттық – дидактикалық бөлім
Микроскоптың оптикалық жүйесі фокустық ара қашықтығы (бірнеше мм) көп
линзалы күрделі обьективтен және фокус арақашықтығы (бірнеше см)
болатын окулярдан тұрады. Обьектив фокустың алдында орналасқан (5)
денесінің нақты , төңкерілген және үлкейтілген 5 кескінін береді. Аралық
кескінні окуляр арқылы бақылаймыз. Нәтижесінде үлкейтілген, жалған (5")
кескіні көздің қалыпты аккомодация шартында бақыланады (1-сурет).

1-сурет. Микроскоптың оптикалық сызбасы. 1 — жарық көзі; 2 — линза-
корректор; 3 —айна; 4 — конденсор; 5—объект; 6 - объектив; 7—окуляр; 8 –зат
қоятын үстелше; 5'— объективтен алынған ообъектінің (5) нақты, төңкерілген
және үлкейтілген кескіні; 5" - окулярдан алынған объектінің екіншілей
үлкейтілген, жалған кескіні;
А —объективтің сандық апертурасы
Микроскоптың негізгі сипаттамаларының бірі – оның үлкейту қабілеті болып
табылады.
(1)
Микроскоптың үлкейтуі сан жағынан обьективтің сызықты үлкейтуі
мен окулярдың бұрыштық үлкейтуінің көбейтіндісіне тең.
Микроскоптың обьективіне сызықты үлкейтудің формуласын қолдана
отырып,затпен ара қашықтығын обьективтің фокустық ара қашықтығына тең деп
айтуға болады және мұны тубустың оптикалық ұзындығы деп атайды.

Бірақ практикада үлкейтілу шамасы 1500-2000-нан асатын микроскоптар
қолданылмайды, өйткені микроскопта обьектінің өте кіші бөліктерін ажырату
қабілеті шектелген. Бұл шектелу қарастырылып отырған обьект құрылысында
өтетін жарық дифракциясымен түсіндіріледі. Осыған байланысты микроскоптың
рұқсат ету ұғымы және рұқсат етілген мүмкіндігі түсініктері кіргізіледі.
Өте жақсы көретін көз сызықтар мен нүктелерден тұратын, ара қашықтығы
0,07 мм-де орналасқан ұсақ құрылымды ажыратады. Микроскоптың сапасы
үлкейтілуі мен рұқсат етілген мүмкіндігімен анықталады. Рұқсат етілген
мүмкіндігінің шегі деп микроскопта объектінің екі нүктесінің арасындағы аз
ара қашықтықты, ал рұқсат етілген мүмкіндігі деп микроскопта объектінің
ұсақ бөлшектерінің жеке кескіндерін беру қабілеттілігін айтады.
Оптикалық микроскоп 0,25 мк-ға дейінгі құрылымды ажырату мүмкіндігін
береді. Рұқсат етілген мүмкіндігі рұқсат ету шегіне кері шама болып
табылады. Теориялық курстан микроскоптың рұқсат етілген шегі мына
формуламен анықталады:
, мұндағы жарықтандырушы жарық көзінің толқын ұзындығы, U-
объективтің апертуралық бұрышы, ол микроскоптың объективіне түсетін шеткі
сәулелердің жарық шоқтарының арасындағы бұрыштың жартысы, ал n- дене мен
объектив арасындағы орналасқан ортаның сыну көрсеткіші. Егер объектіге ақ
жарық түсірсек, онда оның толқын ұзындығы 0,55 мк-ға тең болады және оған
көз сезімтал келеді. Сол себептен микроскоптың пайдалы үлкейтуінің шегі
500 А G 1000 А интервалында жатады.
Жетілдірілген микроскопта иммерсиялық объектив қолданылады. Мұндай
обьективте бақыланатын дене мен обьектив арасындағы ортаның сыну көрсеткіші
шыныға жақын (n=1.45-1.65) мөлдір сұйықтықпен толтырылады. Иммерсиялық
объективті қолданудың артықшылығы, біріншіден кескіннің жарықтылығы артады,
екіншіден A=nsіnU мәні иммерсиялық обьектив үшін сандық апертура деп
аталады және ол құрғақ обьектив үшін (A=sіnU) тең, үшіншіден практикада U
шамасы 700-тан артық болмайды (sin700=0,95),онда иммерсия үшін n=1.5
А=1.5*0.94=1.4. Денеге ақ жарық түсірсек, онда құрғақ микроскоптың рұқсат
ету шегі =0,5, ал иммерсияланған объектив үшін мк-ге тең. Осы
объектілерді ажырату үшін микроскоптың үлкейтілуі көз және
микроскоптың көру шектерінің қатынасымен анықталады:

Бұл үлкейтілу микроскоптың пайдалы үлкейтілуі деп атайды. Микроскоптың
үлкейтілуін практикада алады, мұндағы А сандық апертура.
Электронды микроскоп
Электронды микроскопия арқылы микроқұрылымдардың атомды – молекулалық
деңгейде зерттеуге болады. ЭМ объектілердің үлкейтулері жоғары болады,
оптикалық микроскоптан алынбаған мәліметтерді алуға мүмкіндік береді.
ЭМ-тың биологияда және медицинада пайдаланылуы ұлпаның жасушасыртындағы
компоненттері арқылы жасушаның құрылымын оқып үйретеді. Алынған мәліметтер
негізінде (биологиялық объектілер үшін рұқсат етуі 12-6 А, ал үлкейтілуі
800—1200 мыңға жуық) 1940 жылдан бастап мембрананың, митохондрияның,
рибосоманың және басқа жасушасыртындағы құрылымдар, мысалы ДНК-ның кейбір
макромолекулаларының жұқа құрылысы сипатталды. Электронды микроскоппен
1950 жылдан бастап микроәлем туралы ақпараттар алына бастады.
ЭМ-та электрон тек бөлшек қана емес толқындық қасиеттерге де ие болады, ол
микроскопияда электрондық сәуле шығарудың тірегі ретінде қолданылады.
Электрондық сәуле шығарудың толқын ұзындығы оның энергиясына тәуелді, ал
энергия мынаған тең: Е=e*U, мұндағы U- потенциалдар айырымы, e -
электронның заряды. Электрондық сәуле шығарудың толқын ұзындығы
потенциалдар айырымы 200000В болғанда шамамен 0,1 нм-ге тең.
Эл.микроскоптың жұмыс істеу принципі электр және магнит өрістерінің
электрлік шоқтардың фокусталған әсеріне негізделген. Линзаның ролін
электронды микроскопта электр және магнит өрістеріне есептелген құрылғы
атқарады, бұл өрісті тудыратын лизаларды электронды линзалар деп
атайды. ОПЭМ –оптикалық микроскопқа ұқсас, оның ерекшелігі жарықтандыру
үшін жарық емес электрондар ағыны алынады. ОПЭМ-ның құрамына: электронды
прожектор, бірнеше конденсорлы линзалар, объективті линза және окулярға
сәйкес келетін, бірақ та фотопластинкаға нақты кескін беретін проекциялық
жүйе. Электрондар электр өрісі арқылы үдейді де (шамамен 100000В), өріс
жіңішке шоқ болып электрондар фокусталады. Микроскоп колонкасында
электрондар қозғалады, ЭМ вакууммен қаматамасыз етіледі, ол бірнеше
компоненттерден тұрады:
- вакуумды жүйе
- электронды прожектор – электрондар ағынын туғызады
- электрондарды үдету үшін жоғары кернеулі көз
- система электромагнитті линзалар жүйесі және электронды шоқты басқару
үшін эл.статикалық пластина
- үлкейтілген электрондық кескін алынған экран
Қазіргі кезде ОПЭМ үлкейтілу 1000-нан 1000000 аралығында болады.
Микроскопияның арнайы түрлері.
- Стереоскопиялық бинокульды микроскоп объектінің үш өлшемді кескінін
алу үшін пайдаланылады. Ол екі жеке микроскопиялық жүйеден тұрады, оның
үлкейтілуі 100-ге дейін, ол хирургиялық операцияларда пайдаланылады.
- Поляризациялық микроскоп микрообъектілердің поляризацияланған жарықпен
өзара әсерін оқып үйрену үшін қолданылады. Онда оптикалық рұқсат етудің
шегінің сыртындағы объектілерді көруге (бұлшықет ұлпасы) болады.
- Люминесценттік микроскоп ультракүлгін немесе көк жарықпен үлгіні
жарықтандырады. Бұл жарықты жұта отырып үлгі люминесценцияның көрінетін
жарығын шығарады. бұл микроскоп медицинада диагностика үшін пайдаланылады.
- Интерференциялық микроскопты интерференция құбылысын пайдаланылады.
Микроскопқа түсетін әрбір ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Бастапқы медициналық-санитариялық көмек ұйымдары мен туберкулезге қарсы ұйымдарда туберкулезді анықтау, тіркеу, емдеу және диспансерлік бақылау жөніндегі нұсқаулық
Конгинивті психологияның бастауы
Жұқпалы аурулардың ошағын эпидемиологиялық тексеру әдістемесі
Нанотехнология туралы
Атомдық - күштік микроскоп құрылғыларына сипаттама
Туберкулезге қарсы ұйымдарда көптеген және кең ауқымды дәріге көнбейтін туберкулезбен ауыратын науқастарды режіммен тексеру жөніндегі нұсқаулық
Туберкулезбен ауыратын және емделуден жалтарып жүрген азаматты мәжбүрлеп емдеу туралы істер бойынша істер жүргізу
Нерв талшықтарының қасиеттері
Биологиялық активті заттарды полимерде иммобилизациялау
Алғашқы туберкулез кешені: анықтамасы, сатылары, рентгенологиялық сипаттамасы. Клиника. Диагностика. Асқынулар
Пәндер