Hvilket mikroskop skal bruges til at se bakterieceller?
Som et præcisionsinstrument til at forstørre og observere objekter kan forskellige optiske mikroskoper observere forskellige typer prøver. Brugere i industrier som mikrobiologi, planteforskning og dyreforskning skal se størrelsen af bakterier. Derfor, når man observerer sådanne prøver, hvilken slags mikroskop skal man bruge? Denne artikel giver en detaljeret analyse.
Svaret på dette spørgsmål kan diskuteres ud fra aspekterne af bakteriel cellestørrelse, menneskeligt øje og mikroskopopløsning.
1. Størrelsen af bakterieceller er generelt i mikrometerområdet, med Escherichia coli som eksempel: længden er ca. 1um og bredden er ca. 0.5um.
2. Opløsning refererer til den lille afstand mellem to objekter, der tydeligt kan skelnes.
Opløsningen af et mikroskop refererer til den mindste afstand mellem to objekter, der tydeligt kan skelnes efter forstørrelse og billeddannelse.
Et instruments opløsning refererer til dets evne til at give information om mikrostrukturen af det objekt, der måles. Jo højere opløsning, desto mere detaljerede er oplysningerne. Den forstærkningsfaktor, der overstiger forstærkningsgrænsen, kaldes invalid amplification, som ikke kan give flere oplysninger om finstrukturen.
3. Opløsningen af det menneskelige øje er 0.1 mm, hvilket betyder, at under tilstrækkeligt lys og en afstand på 1 fod kan det gennemsnitlige menneskelige øje skelne en lille afstand på 0.1 mm mellem to punkter .
4. For at se tilstedeværelsen af bakterier skal forstørrelsen være mindst 0.1 mm ÷ 0.5um=1000 ÷ 5=200 gange. Men ved denne forstørrelse er de bakterier (Escherichia coli) der ses kun en lille prik, og for at se mere detaljerede strukturelle oplysninger er det nødvendigt at øge forstørrelsen af mikroskopet.
5. Opløsningen af et almindeligt optisk mikroskop er begrænset af bølgelængden af synligt lys (390-770nm) og overstiger generelt ikke 1000 gange, hvilket er forstærkningsgrænsen for et almindeligt optisk mikroskop. Forstørrelse ud over 1000 gange kan ikke give mere detaljerede strukturelle oplysninger, som falder inden for rammerne af ineffektiv forstærkning.
6. Forstørrelsen af et elektronmikroskop kan nå 800.000 gange, og dets grundlæggende princip er det samme som et almindeligt optisk mikroskop, der genererer elektronbølger med kort bølgelængde gennem højt tryk.
Ved at zoome ind 400 gange (10x, 40x) kan du næsten ikke se bakterierne, men de er kun på størrelse med en nålespids, som små prikker. Normalt zoomer vi stadig ind til 1000 gange (10x, 100x) til observation, og på dette tidspunkt kan bakteriernes udseende stadig tydeligt ses, selv efter speciel farvning af flageller. For at forstørre 1000 gange skal du bruge et oliespejl. Det såkaldte oliespejl skal tabe en dråbe cederolie mellem objektivlinsen og dækglasset. Brydningsindekset for cederolie er højere end luftens, så der kan bruges en større forstørrelse.
10x og 40x indikerer, at objektivet er forstørret 10x og 40x. Forstørrelsen af okularet ganges med forstørrelsen af objektivlinsen for at opnå den totale forstørrelse af dette mikroskop. Okularet og objektivet på et mikroskop, der bruges i ungdomsskolen, kan udskiftes, og okularet er generelt 5x eller 10x. Okularet på et lille mikroskop er normalt kun 10x, og det kan undersøge Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis og Bacillus megalobus (bruges til at observere sporer).
