Студенческая научная лаборатория кафедры гистологии ДГМА - Лабораториум
 home главная · контакты · форум · книги  
    

Поляризационно-интерференционный микроскоп BIOLAR
(Техническое описание и инструкция по эксплуатации)

← Ранее: Раздел 8. Измерение светопропускания. Далее: Раздел 10. Укомплектование микроскопа Biolar

Раздел 9. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СУХИХ ВЕЩЕСТВ КЛЕТОК

Приниманем, что биологическую клетку можно рассматривать как однородную плитку с толщиной t (рис. 30), погруженную в водяной среде. В таком случае, разность оптического пути Фw между светом, проходящим через клетку и светом, проходящим мимо неё, равна Фw = (nw—n)t  (37), где n является коэффициентом преломления внутриклеточного вещества, nw — коэффициентом преломления воды.

С другой стороны, между коэффициентом преломления nw. растворителя (в данном случае воды) и концентрацией с, выраженной количеством m граммов вещества, растворенного в 100 миллилитрах раствора, существует зависимость: n — nw = δ×с   (38).

Коэффициент δ, называемый удельным приростом коэффициента преломления (по англ. "specific refractive increment"), для большинства биологических веществ равен 0,0018.

Концентрация c в соответствии с вышеподанным определением может выть представлена так: c = (100 m) / (A t)  (39), где А является поверхностью проекции клетки в плоскости, перпендикулярной к направлению прохождения света через клетку.

Из вышеописанных трех зависимостей получаем следующее выражение для количества граммов m сухих веществ находящихся в клетке: m = (Фw A) / (100 δ):

m

Следовательно, измеряя разность оптического пути Фw. вышеописанным способом (в однородном интерференционном поле с большим раздвоением изображения или в поле интерференционных полос) и зная из планиметрических измерений величины поверхности А клетки, можно непосредственно из формулы (40) определить полное количество граммов сухих веществ, находящихся в клетке, погруженной в водяной среде.

В случае, если исследуемый биологический объект является в большой степени неоднородным и в разных местах дает разные фазовые смещения, то полное содержание сухих веществ вычисляется путем суммирования парциальных содержаний, в определенных отдельных фрагментах, которые могут считаться почти однородными.

Во многих случаях, особенно при сравнительных исследованиях, достаточно знать количество сухих веществ приходящихся на единицу поверхности:

В таком случае измерение сводится к измерению разности оптического пути Фw. Зная содержание сухих веществ на единицу поверхности и толщину клетки, можно определить концентрацию с находящегося в ней вещества:

C = m'/t = Фw / (100 δ t)   (42)

Толщину клетки или иного биологического объекта можно определить, между прочим, вышеописанным способом (раздел 6), применяя метод двойной иммерсии или двух длин световых волн. Формулы (40), (41) и (42) правильны только в отношении биологических объектов, погруженных в водяной среде. В случае, когда клетка находится в другой, чем вода среде, причем эта среда не проникает в клетку, то количество сухих веществ следует вычислять по формуле:

43 m

где Фs является разностью оптического пути клетки относительно к среде, ns — коэффициентом преломления этой среды.

Следовательно, для определения содержания сухих веществ в клетке, помещенной в неводяной среде, необходимо знать толщину клетки t. Если однако коэффициент преломления ns иммерсионной среды отличается только в незначительной степени от коэффициента преломления воды nw, то второй член вышеуказанной формулы ничтожно мал по сравнению с первым членом и в этом случае в качестве толщины t клетки достаточно принять оценочное значение, определенное приблизительными методами (например, путем измерения диаметра клетки, если она имеет более или менее шарообразную форму).

рис.41

Дело обстоит немного иначе, если среда проникает в клетку. В этом случае клетку можно рассматривать как совокупность частиц цитоплазмы, равномерно распределенных в некотором замкнутом пространстве, через которое проникает среда (рис. 41а). Разность оптического пути Фs, вызванная целой клеткой, является в таком случае эквивалентной разности оптического пути, которая была бы вызвана тонким слоем тесно "упакованных" частиц, цитоплазмы (рис. 41b), имеющим такую же поверхность А, какую имеет клетка.

Пусть nc будет коэффициентом преломления частиц цитоплазмы, ns — коэффициентом преломления иммерсионной среды, t — геометрической толщиной клетки, f — частью объема клетки, незанятой частицами цитоплазмы. Если из иммерсионной среды в клетку проникает только вода, то в таком случае разность оптического пути Фs, вызванная клеткой, по отношению к среде s будет равна: Фs=(nc—ns)t(1—f)—(ns—nw)tf (44)

f44

а формула (38) в этих условиях будет иметь следующий вид: nc-nw=dc=d 100m/At(1-f) (45)

45

Соединяя уравнения (44) и (45), получаем следующее выражение для содержания сухих веществ в клетке, в которую из среды проникает вода [46]:

46

Наоборот, если в клетку проникает вся иммерсионная среда (как вода, так и растворенные в ней вещества), то в таком случае разность оптического пути Фs будет равна [47]:

47

а для сухих веществ получаем выражение [48]:

48

Как видно, для определения сухих веществ клетки, в которую проникает среда, необходимо знать "эффективную" толщину клетки t'=(1 — f)t. Её можно определить также методом двойной иммерсии.

Для определения сухих веществ клетки, в которую из иммерсионной среды проникает только вода, необходимой является кроме того геометрическая толщина t клетки. Для измерений разности оптического пути клеток и иных биологических объектов можно применять как метод интерференционных полос (призма № 2), так и метод однородного поля с большим раздвоением изображения (призма № 3). Выбор одного или другого метода зависит главным образом от величины исследуемого объекта, желательного раздвоения изображения и конкретных экспериментальных условий. Могут при этом иметь место два случая:

42 Рис. 42.
COLOR!

а) изображения (обыкновенное и необыкновенное) клетки совершенно разделены (рис. 42),

б) изображения клетки частично разделены (рис. 43).

В первом случае разность оптического пути клетки Ф3 по отношению к иммерсионной среде можно измерить в каждой точке клетки: напротив, во втором случае — только в тех областях, где изображения не находят на себя.

Однако, если имеем дело с клетками, содержащими ядра, то в случае частичного раздвоения изображения клетки можно произвести измерение разности оптического пути самого ядра по отношению к цитоплазме. Величину раздвоения следует при этом подобрать так, чтобы только изображения ядер выли раздвоены и чтобы они не выходили за пределы общей области изображения клетки (рис. 43).

43 Рис. 43.

Наоборот, при полном разделении изображений клетки (рис. 42), в области ядра будет измеряться разность оптического пути ядра по отношению к окружающей клетку среде, однако вместе с цитоплазмой, находящейся над и под ядром, что необходимо учесть при определении сухих веществ ядра.

Пусть Ф1 будет разностью оптического пути между цитоплазмой Ct в непосредственной близости ядра и окружающей клетку средой (рис. 44); Ф2 — разностью оптического пути между ядром J, в его центральной области вместе с находящейся под ним и над ним цитоплазмой, и окружающей средой; Ф3 — разностью оптического пути между самым ядром J и цитоплазмой Ct, окружающей ядро. Если не брать во внимание возможной разницы толщины клетки в месте измерения разностей оптических путей Ф1, и Ф2, правильной является следующая зависимость между Ф1, Ф2 и Ф3: Ф2 = Ф1 + Ф3 (49).

44 Рис. 44.

Следовательно, измеряя Ф1 и Ф3 одновременно получаем Ф2 или измеряя Ф1 и Ф2 получаем Ф3.

Приведенные здесь общие положения по измерению сухих веществ, коэффициента преломления и толщины клетки, имеют целью только ориентировку читателя в данном вопросе и не могут считаться достаточными. Более точные подробности и практические указания можно найти в литературе, список которой помещен в конце этого описания.

Измерения сухих веществ коэффициента преломления и толщины клеток конечно не исчерпывают всех возможностей микроскопа BIOLAR PI при выполнении измерений в биологических и медицинских исследованиях. Существует целый ряд иных возможностей, как например, измерение светопропускания абсорбционных микрообъектов, измерение градиента разности оптического пути и иных величин, исследования поверхностных явлений и явлений напряжения, измерение диффузии, исследование осмотических реакций, измерение фермы топографии разных объектов и т.д.

Кроме того, поляризационно-интерференционный микроскоп BIOLAR PI дает много интересных и новых возможностей в отношении качественных исследований и наблюдений благодаря, главным образом, его большой пластичности и верности отображения интерференционного изображения (особенно дифференциального), регулировке цветового контраста, возможности плавного перехода от цветового контраста к темному и светлому полю, большой чувствительности примененных в этом микроскопе интерференционных методов, а также возможности наблюдения и исследований как амплитудных так и фазовых объектов.

 
← Ранее: Раздел 8. Измерение светопропускания. Далее: Раздел 10. Укомплектование микроскопа Biolar
 
© PZO — Polskie Zakłady Optyczne, 1976

Комментарии

Ваши сообщения, дополнения, отзывы, объявления.
Внимание спамерам: все ссылки публикуются через редирект (рефер) и не индексируются!
Ваш ip адрес записан: 54.156.69.204

nikol
91.197.133.202
03-08-2011
куплю
 очень нужен тринокуляр к микроскопу Biolar PI (Польша)
Николай
nickolaid \"собака\" mail`ru
elen
109.108.240.13
13-11-2011
продам
 Новый (в заводской упаковке) биологический микроскоп Biolar 1DP5AZ
elen.d.1@mail.ru
 
  для других приборов - пользуйтесь нашим форумом).
Оставьте Ваши контактные данные здесь:
 
 © 2008-2016, Laboratorium.dp.ua — документация на лабораторное оборудование. © Dr. Andy  
 
 
На правах реkламы: Измельчитель кормов электромаш икб 003 купить.

Авторство

Днепропетровская государственная медицинская академия, кафедра гистологии.
Адрес: 49005, Днепропетровск, ул. Севастопольская, 17 (морфологический корпус ДГМА).
info контактная информация, написать сообщение
Key words: laboratory equipment, microscopy histology, biology.   Ключевые слова: лаборатория, методики, техника, реактивы, описание приборов, инструкции, паспорт, медицина, биология, гистологические исследования, микроскопы.
в каталоге DMOZ! Rambler's Top100