§ 7. Метод люминесцентной микроскопии.

Люминесцентная микроскопия основана на способности некоторых веществ светиться под действием коротковолновых лучей света. При этом длина волны излучаемого при люминесценции света всегда будет больше, чем длина волны света, возбуждающего люминесценцию. Так, если освещать объект синим светом, то он будет испускать лучи красного, оранжевого, желтого или зеленого цветов.

Препараты для люминесцентной микроскопии окрашивают специаль­ными (светящимися) люминесцентными красителями - флуорохромами (например, раствор акридинового оранжевого 1:5000 - 1:10000). Лучи света от сильного источника (обычно ртутной лампы сверхвысокого давления) пропускаются через сине-фиолетовый фильтр. Под действием

Рис.5 Стрептобацилла (“Раздавленная капля”)

Рис.6 Негативная окраска по Бури; объектив 90x

Рис.7 Люминесценция дрожжей, обработанных акридиновым оранжевым; объектив 40x

Рис.8 Оптическая схема люминесцентного микроскопа

этого коротковолнового излучения окрашенные акридиновым оранжевым бактерии начинают светиться красным или зеленым светом. Для того, чтобы синий свет, вызывающий люминесценцию, не мешал наблюдению, над окуляром микроскопа ставят "запирающий" желтый светофильтр, задерживающий синие, но пропускающие желтые, зеленые и красные лучи.

В результате при наблюдении в микроскопе на темном фоне будут видны микробные клетки, светящиеся желтым, зеленым или красным цветом. При окраске акридиновым оранжевым дезоксирибонуклеиновая кислота (ядерное вещество) будет светиться ярко-зеленым цветом, а находящаяся в цитоплазме рибонуклеиновая кислота - красным цветом.

Метод люминесцентной микроскопии позволяет изучать живые нефиксированные бактерии, окрашенные сильно разведенными растворами красителей, не причиняющих вреда микробным клеткам. По характеру свечения могут быть дифференцированы отдельные химические вещества, входящие в состав микробной клетки. Метод с большим эффектом может -быть использован для ускорения диагностики ряда заболеваний.

Флуоресцирующими красителями можно обрабатывать диагностические сыворотки, содержащие антитела к определенным бактериям. Краситель, например, изотиоцианат флуоресцеина, химически соединяется с глобулинами иммунной сыворотки и таким образом как бы избиратель­но метит антитела.

Люминесцирующие сыворотки могут быть использованы для идентификации выделенных культур бактерии и для ускоренной индикации патогенных микробов во внешней среде и в выделениях больных.

Сущность иммунофлуоресцентного метода исследования заключается в том, что из исследуемого материала готовят мазок и после высушивания и фиксации обрабатывают его люминесцирующей сывороткой (см. занятие 12). При наличии в исследуемом мазке гомологичных бактерий, вследствие адсорбции на них меченных флуоресцирующим краси­телем антител, в люминесцентном микроскопе на темном фоне препарата обнаруживается специфическое яркое желто-зеленое свечение по периферии бактериальных клеток. Центральная часть клеток не светится. Присутствующие в препарате посторонние микробные клетки не светятся.

Демонстрация в люминесцентном микроскопе бактерий, обработан­ных акридиновым оранжевым и люминесцирующей сывороткой.

Контрольные вопросы

От чего зависит разрешающая способность микроскопа?

Почему иммерсионные объективы имеют более высокую разрешающую способность по сравнению с сухими объективами с тем же отверстным утлом?

Что такое нумерическая апертура и по какой формуле она определяется?

Чему равны разрешающая способность современных оптических микроскопов и их полезное увеличение?

На какой высоте должен находиться при микроскопии конденсор?

Каким зеркалом следует пользоваться при работе на микроскопах, снабженных конденсором?

Чему равны свободные рабочие расстояния объективов микроскопов и для чего необходимо их знать?

Каким винтом микроскопа следует производить наводку на рез­кость?

Как следует производить наводку" микроскопа на резкость, чтобы избежать повреждения объектива и препарата?

Как выявить наличие загрязнения в окуляре?

Как правильно приготовить бактериологическую петлю?

Как следует держать пробирку, петлю и пробку при взятии ма­териала для приготовления препарата?

Как предохранить культуру микроорганизма от загрязнения из воздуха?

Как производится негативная окраска препарата по Бурри?

Как выглядят бактерии в препарате, приготовленном по Бурри?

Как должно быть установлено освещение при микроскопии неокра­шенных препаратов ("раздавленная капля")?

Как устроен люминесцентный микроскоп?

Каким светом наиболее целесообразно вызывать люминесценцию препарата и почему?

Каково назначение желтого окулярного светофильтра в люминесцентном микроскопе?

Что такое флуорохромирование, какие флуорохромы чаще приме­няются?

В чем заключается принцип иммунофлуоресцентного метода иссле­дования?

Приложение к ЗАНЯТИЮ 1

МЕТОДЫ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ

ИНФЕКЦИОННЫХ ЗАБОЛЕВАНИИ

Микроскопический. С помощью микроскопии нативного патологического материала определяют вид возбудителя заболевания по форме, взаиморасположению и способности окрашиваться определенными кра­сителями.

Бактериологический. Этот метод основан на выделении чистой культуры возбудителя заболевания и его идентификации (определение вида микроба).

Серологический. Метод основан на определении специфических антител в крови больных или переболевших инфекционными заболева­ниями к соответствующим возбудителям с помощью различных реакций (агглютинации, пассивной гемагглютинации, связывания комплемента, преципитации и других).

Биологический. В основе этого метода лежит заражение лабораторных животных исследуемым материалом от больного с целью воспроизведения у них инфекционного заболевания или последующего выделения возбудителя.

Аллергический. С помощью этого метода обнаруживают повышен­ную чувствительность макроорганизма к определенным возбудителям инфекционных заболеваний или продуктам их жизнедеятельности. Для аллергических проб используют препараты, которые называются аллергенами.

ПРИЗНАКИ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЛЯ ИДЕНТИФИКАЦИИ МИКРООРГАНИЗМОВ (для определения вида микроба)

Морфологические - форма, величина и характер расположения микробов друг к другу.

Тинкториалные - способность микробов окрашиваться различ­ными красителями.

Культуральные - особенности роста микробов на жидких и плотных питательных средах.

Биохимические - способность микроорганизмов потреблять различные вещества (углеводы, белки и другие) с образованием характерных конечных продуктов, или наличие у микроорганизмов различных ферментов (уреаза, цистиназа и другие).

Антигенные - особенности химического состава микробных клеток (антигенной структуры), выявляемые с помощью специфических диагностических иммунных сывороток,

Чувствительность к специфическим фагам - способность бактерий лизироваться эталонными специфическими фагами.

Биологические свойства. Токсигенность - способность продуци­ровать экзотоксин. Чувствительность к определенным колицинам или тип синтезируемых колицинов.

Определение понятий "микроорганизмы" и "вид"

Микроорганизмы - это невидимые простым глазом живые существа, включающие в себя представителей всех царств жизни - плазмиды, вирусы, прокариоты (эубактерии и архебактерии) и эукариоты. Они стоят на низших ступенях эволюции и играют важную роль как в общей экономике природы, так и в патологии человека, животных и растений А.И.Коротяев).

Вид - совокупность микроорганизмов, имевших общий корень происхождения, сходный генотип (более 80% гомологии ДНК) и макси­мально близкие фенотипические признаки и свойства (А.И.Коротяев).

ЗАНЯТИЕ 2

Дата____________________

Тема: МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. МОРФОЛОГИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ

План занятия

А. Микроскопические методы исследования

I 1. Устройство электронного микроскопа.

2. Методы электронномикроскопического препарирования:

а)приготовление пленок-подложек;

б)негативное и позитивное контрастирование;

в)метод оттенения.

3.Методы получения ультратонких срезов:

а)способы фиксации и заливки биологических объектов; б)приготовление стеклянных ножей;

в) ознакомление с устройством ультрамикротома и получением ультротонких срезов.

4.Исследование ультратонких срезов в электронном микроскопе. Демонстрация.

5. Знакомство со специальными методами микроскопии (конденсор темного поля, фазовоконтрастный микроскоп).

Б. Морфология микроорганизмов

1. Морфология бактерий: шаровидные, палочковидные и извитыеформы. Приготовление, окраска и микроскопия препаратов-мазков.

2.Жгутики бактерий. Демонстрация готовых препаратов.

3.Наблюдение подвижности бактерий в препарате "висячая капля" и c помощью фазовоконтраcтного микроскопа. Метод полужидких сред (Пешкова).

Методические указания

А. Микроскопические методы исследования