กล้องจุลทรรศน์แบบใดที่ใช้ดูรูปร่างเซลล์จุลินทรีย์

กล้องจุลทรรศน์แบบใดที่ใช้ดูรูปร่างเซลล์จุลินทรีย์

คำเรียกรวมๆ ของสิ่งมีชีวิตเล็กๆ ที่ยากแก่การมองเห็นด้วยตาเปล่า จุลินทรีย์ ได้แก่ แบคทีเรีย ไวรัส เชื้อรา และสาหร่ายบางชนิด (อย่างไรก็ตาม จุลินทรีย์บางชนิดสามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า เช่น เห็ดที่เป็นของเชื้อรา เห็ดหลินจือ เป็นต้น) ไวรัสเป็น "สิ่งมีชีวิตที่ไม่มีเซลล์" ชนิดหนึ่ง ซึ่งประกอบด้วยองค์ประกอบไม่กี่อย่าง เช่น กรดนิวคลีอิกและโปรตีน แต่พวกมัน การอยู่รอดต้องขึ้นอยู่กับเซลล์ที่มีชีวิต ตามสภาพแวดล้อมต่างๆ ที่มีอยู่ พวกมันสามารถแบ่งออกเป็นจุลินทรีย์โพรคาริโอต จุลินทรีย์ในอวกาศ จุลินทรีย์จากเชื้อรา จุลินทรีย์ยีสต์ จุลินทรีย์ในทะเล เป็นต้น

บทบาทและอันตรายของจุลินทรีย์:
ผลกระทบที่สำคัญที่สุดประการหนึ่งของจุลินทรีย์ที่มีต่อมนุษย์คือความชุกของโรคติดเชื้อ 50 เปอร์เซ็นต์ของโรคในมนุษย์เกิดจากไวรัส ประวัติของจุลินทรีย์ที่ก่อให้เกิดโรคในมนุษย์คือประวัติศาสตร์ของการต่อสู้อย่างต่อเนื่องของมนุษย์กับพวกมัน มนุษย์มีความก้าวหน้าอย่างมากในการป้องกันและรักษาโรค แต่การติดเชื้อจุลินทรีย์ที่เกิดขึ้นใหม่และเกิดขึ้นอีกยังคงเกิดขึ้น เช่น โรคไวรัสจำนวนมากที่ขาดยารักษาที่มีประสิทธิภาพ กลไกการก่อโรคของบางโรคยังไม่ชัดเจน การใช้ยาปฏิชีวนะในวงกว้างจำนวนมากในทางที่ผิดทำให้เกิดแรงกดดันในการคัดเลือกอย่างมาก ทำให้หลายสายพันธุ์กลายพันธุ์ นำไปสู่การเกิดขึ้นของเชื้อดื้อยา และสุขภาพของมนุษย์ถูกคุกคามจากภัยคุกคามใหม่ ไวรัสที่แยกส่วนบางตัวสามารถกลายพันธุ์ผ่านการรวมกันใหม่หรือการจัดประเภทใหม่ ตัวอย่างที่พบบ่อยที่สุดคือไวรัสไข้หวัดใหญ่

หลังจากทราบคำจำกัดความเฉพาะของจุลินทรีย์แล้ว ผู้ทดลองควรใช้กล้องจุลทรรศน์แบบใดในการศึกษาจุลินทรีย์เพื่อดู และใช้กล้องจุลทรรศน์แบบใดจึงจะมองเห็นได้ดีขึ้น ตลอดจนสังเกตและวิเคราะห์รูปแบบจุลินทรีย์ทั่วไป

สิ่งประดิษฐ์ของกล้องจุลทรรศน์เพื่อให้สามารถมองเห็นวัตถุยิ้มที่ไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า ขนาดของจุลินทรีย์มีขนาดเล็กมาก ดังนั้นต้องขยายและสังเกตด้วยความช่วยเหลือของกล้องจุลทรรศน์ นอกจากนี้ยังมีจุลินทรีย์หลายชนิด ดังนั้นโดยพื้นฐานแล้วกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงส่วนใหญ่จึงสามารถสังเกตจุลินทรีย์ได้ คำถามต่อไปคือควรใช้กล้องจุลทรรศน์ชนิดใดในการสังเกตและวิเคราะห์จุลินทรีย์ กล้องจุลทรรศน์ทั่วไปสำหรับการสังเกตสัณฐานวิทยาของจุลินทรีย์ ได้แก่ กล้องจุลทรรศน์ชีวภาพ กล้องจุลทรรศน์คอนทราสต์เฟส กล้องจุลทรรศน์หัวกลับ กล้องจุลทรรศน์เรืองแสง และกล้องจุลทรรศน์คอนโฟคอล กล้องจุลทรรศน์และอื่นๆ

ต่อไปนี้จะอธิบายถึงกล้องจุลทรรศน์แบบต่างๆ ที่ใช้ในการสังเกตจุลินทรีย์:

1. กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงธรรมดา

ใช้แสงธรรมชาติหรือแสงเป็นแหล่งกำเนิดแสง และมีความยาวคลื่นประมาณ {{0}}.4 μm ความละเอียดของกล้องจุลทรรศน์คือครึ่งหนึ่งของความยาวคลื่น นั่นคือ 0.2 μm และภาพที่เล็กที่สุดที่มองเห็นได้ด้วยตาเปล่าคือ 0.2 มม. ดังนั้น การใช้กระจกเงา (จุ่มน้ำ) เพื่อขยาย 1000 เท่า จะสามารถขยายอนุภาค 0.2μm เป็น 0.2 มม. ที่มองเห็นได้ด้วยตาเปล่า กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงธรรมดาสามารถใช้สำหรับการสังเกตแบคทีเรีย แอคติโนมัยสีท และเชื้อรา

2. กล้องจุลทรรศน์ Darkfield มักใช้เพื่อสังเกตสัณฐานวิทยาและการเคลื่อนไหวของจุลินทรีย์ที่ไม่ย้อมสี หลังจากติดตั้งคอนเดนเซอร์สนามมืดในกล้องจุลทรรศน์ธรรมดาแล้ว แสงจะไม่สามารถทะลุผ่านตรงกลางได้โดยตรง และขอบเขตการมองเห็นจะมืด เมื่อชิ้นงานได้รับแสงเฉียงจากขอบของคอนเดนเซอร์ อาจกระจัดกระจายได้ จึงสามารถสังเกตเห็นจุลินทรีย์ที่สว่างในพื้นหลังสนามมืด เช่น แบคทีเรียหรือสไปโรเชต

3. กล้องจุลทรรศน์คอนทราสต์เฟส กล้องจุลทรรศน์คอนทราสต์เฟสใช้เอฟเฟกต์แสงของแผ่นความแตกต่างเฟสเพื่อเปลี่ยนเฟสแสงและแอมพลิจูดของแสงโดยตรง และแปลงความแตกต่างของเฟสแสงเป็นความแตกต่างของความเข้มแสง ภายใต้กล้องจุลทรรศน์คอนทราสต์เฟส เมื่อแสงผ่านชิ้นงานที่ไม่มีสี ความแตกต่างของเฟสแสงเกิดจากความไม่สอดคล้องกันของความหนาแน่นของส่วนต่าง ๆ ของชิ้นงาน และสามารถสังเกตสัณฐานวิทยา โครงสร้างภายใน และโหมดการเคลื่อนที่ของจุลินทรีย์ได้

4. กล้องจุลทรรศน์ฟลูออเรสเซนซ์ กล้องจุลทรรศน์ฟลูออเรสเซนซ์โดยพื้นฐานแล้วจะเหมือนกับกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงทั่วไป ความแตกต่างหลักคือแหล่งกำเนิดแสง ฟิลเตอร์ และคอนเดนเซอร์ ปัจจุบัน ส่วนใหญ่ใช้อุปกรณ์ epi-light และหลอดปรอทความดันสูงมักใช้เป็นแหล่งกำเนิดแสง ซึ่งสามารถปล่อยแสงอัลตราไวโอเลตหรือแสงสีน้ำเงินม่วงได้ มีตัวกรองสองประเภท: ตัวกรองการกระตุ้นและตัวกรองการดูดซึม นอกจากคอนเดนเซอร์แบบช่องสว่างทั่วไปแล้ว คอนเดนเซอร์แบบช่องมืดยังสามารถใช้ในกล้องจุลทรรศน์ฟลูออเรสเซนซ์โดยใช้แสงสีน้ำเงินเพื่อเพิ่มคอนทราสต์ระหว่างฟลูออเรสเซนซ์และแบ็คกราวด์ วิธีนี้ใช้กับการตรวจหาหรือการระบุแบคทีเรียที่ย้อมด้วยเม็ดสีเรืองแสงหรือรวมกับแอนติบอดีเรืองแสง

5. กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนใช้การไหลของอิเล็กตรอนเป็นแหล่งกำเนิดแสง เมื่อเทียบกับแสงที่ตามองเห็น ความยาวคลื่นจะต่างกันหลายหมื่นเท่า ซึ่งช่วยปรับปรุงความละเอียดได้อย่างมาก ขดลวดแม่เหล็กใช้เป็นระบบขยายแสง และกำลังขยายได้ถึงหมื่นหรือแสนเท่า มักใช้ในอนุภาคไวรัส และการสังเกตโครงสร้างพิเศษของแบคทีเรีย

การสังเกตตัวอย่างจุลินทรีย์ที่ไม่ได้ย้อมสี:
โดยทั่วไปสามารถใช้ตัวอย่างที่ไม่ย้อมสีเพื่อสังเกตสัณฐานวิทยา พลัง และการเคลื่อนไหวของแบคทีเรีย แบคทีเรียไม่มีสีและโปร่งใสเมื่อไม่เปื้อน และสังเกตได้ด้วยกล้องจุลทรรศน์โดยส่วนใหญ่มาจากความแตกต่างระหว่างดัชนีการหักเหของแสงของแบคทีเรียและสภาพแวดล้อมโดยรอบ แบคทีเรียที่มีแฟลเจลลาเคลื่อนไหวอย่างแข็งแรง ในขณะที่แบคทีเรียที่ไม่มีแฟลกเจลลาแสดงการเคลื่อนที่แบบบราวเนียนที่ผิดปกติ แบคทีเรียที่มีชีวิต เช่น Treponema pallidum, Leptospira และ Campylobacter มีรูปร่างและรูปแบบการเคลื่อนไหวที่โดดเด่น ซึ่งมีความสำคัญในการวินิจฉัย วิธีที่ใช้กันทั่วไปคือวิธีลดแรงดัน วิธีจี้หยด และวิธีคาพิลลารี

1. วิธีการหยดแบบแขวน ทาวาสลีนรอบรูเว้าของสไลด์กระจกเว้าที่สะอาด นำวงแหวนแขวนแบคทีเรียพร้อมห่วงฉีดเชื้อแล้ววางไว้ตรงกลางของกระจกครอบ จากนั้นจัดตำแหน่งรูเว้าของสไลด์กระจกเว้าให้ตรงกับ หยดตรงกลางแก้วครอบ แล้วใส่ฝา แล้วพลิกกลับอย่างรวดเร็ว กดแผ่นปิดเบา ๆ เพื่อให้ติดแน่นกับวาสลีนตรงขอบรูเว้า แล้วสังเกตใต้ไฟแรงสูง กล้องจุลทรรศน์ (หรือสนามมืด)

2. นำวงแหวนของสารแขวนลอยแบคทีเรียพร้อมห่วงฉีดเชื้อแล้ววางไว้ตรงกลางของสไลด์แก้วที่สะอาดโดยวิธีลดแรงดัน แล้วค่อยๆ ปิดฝาครอบของสารแขวนลอยแบคทีเรียด้วยกระจกครอบ ระวังอย่าให้เกิดฟองอากาศและป้องกันไม่ให้ ระงับแบคทีเรียจากการล้น การสังเกตการณ์ Brightfield (หรือ darkfield) ภายใต้เลนส์กำลังสูง

3. วิธีการของเส้นเลือดฝอยส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการตรวจสอบจลนพลศาสตร์ของแบคทีเรียที่ไม่ใช้ออกซิเจน มักจะเลือกความยาว 60~70มม. หลังจากดูดสารแขวนลอยแบคทีเรียที่ไม่ใช้ออกซิเจนผ่านเส้นเลือดฝอยที่มีรูรับแสง 0.5-1.0 มม. แล้ว ให้ปิดปลายทั้งสองของเส้นเลือดฝอยด้วยเปลวไฟ เส้นเลือดฝอยถูกยึดไว้บนสไลด์แก้วด้วยกระดาษพลาสติก และสังเกตภายใต้เลนส์กำลังสูงในที่มืด

การสังเกตตัวอย่างจุลินทรีย์ที่ย้อมสีด้วยกล้องจุลทรรศน์:
หลังจากตัวอย่างแบคทีเรียถูกย้อม เนื่องจากความแตกต่างของสีระหว่างแบคทีเรียกับสิ่งแวดล้อมโดยรอบ ทำให้ลักษณะทางสัณฐานวิทยาของแบคทีเรีย (เช่น ขนาด รูปร่าง การจัดเรียง ฯลฯ) ของแบคทีเรียและโครงสร้างพิเศษบางอย่างสามารถ สังเกตได้อย่างชัดเจนภายใต้กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงธรรมดา (เช่น แคปซูล แฟลกเจลลา สปอร์ ฯลฯ) และแบคทีเรียสามารถจำแนกและจำแนกตามปฏิกิริยาการย้อมสี
(1) ขั้นตอนทั่วไปของการย้อมสีแบคทีเรีย ขั้นตอนทั่วไปของการย้อมสีแบคทีเรียคือ: สเมียร์ (การทำให้แห้ง)—การตรึง—การย้อมสี

1. การเตรียมสเมียร์ของเลือด สารคัดหลั่ง สิ่งขับถ่าย ของเหลวที่เจาะและการเพาะเลี้ยงของเหลว และสเมียร์ฟิล์มบางโดยตรงบนกระจกสไลด์ การชันสูตรพลิกศพหรือเนื้อเยื่อสัตว์ที่ติดเชื้อ ทารอยโรคด้วยไม้พันสำลีเพื่อสุ่มตัวอย่าง สำหรับการเตรียมโคโลนีของแบคทีเรียหรือสนามหญ้าบนอาหารเลี้ยงเชื้อ ขั้นแรกให้ใช้ห่วงเพาะเชื้อเพื่อนำน้ำเกลือปกติใส่ลงไปตรงกลางสไลด์ จากนั้นใช้ห่วงเพาะเชื้อที่ปราศจากเชื้อเพื่อเพาะเชื้อจำนวนเล็กน้อยแล้วบด สม่ำเสมอในน้ำเกลือ และเกลี่ยให้ทั่วพื้นผิวที่ทาสีขนาดใหญ่หรือเล็ก 1 ซม. 2 ปล่อยให้แห้งตามธรรมชาติที่อุณหภูมิห้องหรือแห้งช้าๆ ในระยะห่าง

2. จุดประสงค์ของการตรึงคือการฆ่าแบคทีเรีย การจับตัวเป็นก้อนของโปรตีนและโครงสร้างของแบคทีเรีย และอำนวยความสะดวกในการย้อมสี ส่งเสริมแบคทีเรียให้เกาะติดกับสไลด์เพื่อหลีกเลี่ยงการถูกชะล้างด้วยน้ำระหว่างการซัก เปลี่ยนการซึมผ่านของแบคทีเรียให้เป็นสีย้อมซึ่งเป็นประโยชน์ต่อโครงสร้างของเซลล์แบคทีเรียของการย้อมสี โดยปกติจะได้รับการแก้ไขโดยการให้ความร้อนด้วยเปลวไฟ และสเมียร์แบบแห้งจะถูกส่งผ่านเปลวไฟอย่างรวดเร็วเป็นเวลา 3 ครั้ง เป็นการดีกว่าที่จะไม่ทำให้ผิวหลังมือไหม้เมื่อสัมผัสกับสไลด์

3. การย้อมสี ตามวัตถุประสงค์ในการตรวจสอบที่แตกต่างกัน ให้เลือกวิธีการย้อมแบบต่างๆ สำหรับการย้อมสี เมื่อย้อมสี ให้เติมน้ำยาย้อมทีละหยดเพื่อเพิ่มความครอบคลุม

4. มอร์แดนท์ สารใดๆ ที่สามารถเพิ่มความสัมพันธ์ระหว่างสีย้อมกับวัตถุที่ย้อม ตรึงสีย้อมบนวัตถุที่ย้อม และทำให้การซึมผ่านของเยื่อหุ้มเซลล์เปลี่ยนแปลงเรียกว่า มอร์แดนท์ ที่นิยมใช้ได้แก่ สารส้ม กรดแทนนิก เกลือโลหะ และไอโอดีน เป็นต้น และยังใช้การให้ความร้อนเพื่อส่งเสริมการติดสีอีกด้วย มอร์แดนท์สามารถใช้ระหว่างการย้อมสีหลักและการย้อมสีทับ และยังสามารถใช้หลังจากการตรึงหรือมีอยู่ในสารตรึงและการย้อมสี

5. การลดสี สารเคมีใดๆ ก็ตามที่สามารถขจัดสีของวัตถุที่ย้อมได้เรียกว่าสารลดสี เอทานอล อะซิโตน ฯลฯ มักใช้เป็นสารลดสี สารลดสีสามารถตรวจจับระดับความคงตัวของการรวมกันของแบคทีเรียและสีย้อม ซึ่งสามารถใช้สำหรับการย้อมสีที่แตกต่างกัน

6. คราบแบคทีเรียหรือโครงสร้างที่กำจัดสีแล้วมักถูกย้อมด้วยน้ำยาคราบเพื่อให้สังเกตได้ง่าย สีของน้ำยาย้อมสีแตกต่างจากสีย้อมหลักเพื่อให้เกิดความเปรียบต่างที่คมชัด การย้อมสีไม่ควรแรงเกินไปเพื่อไม่ให้กลบสีของการย้อมครั้งแรก