Клеточный уровень организации жизни
Клеточный уровень организации жизни, т.е. клетку изучает раздел биологии, который называется цитологией.
Большинство клеток имеют очень маленькие размеры, поэтому все исследования их структуры проводятся с использованием увеличительных приборов, основным из которых является микроскоп. Метод микроскопии — основной, базовый метод цитологии. Цитология родилась в тот день, когда голландский натуралист Антони ван Левенгук описал бактерию, увиденную им при помощи микроскопа. Это произошло в далеком 1683 году.
Микроскоп представляет собой оптическую систему из одной (первые микроскопы) или нескольких увеличивающих линз. Основной характеристикой микроскопа является его разрешающая способность — минимальное расстояние между двумя точками, раздельно видимыми в микроскоп. Этот показатель прямо пропорционален длине световой волны.
Если в микроскопе используются волны видимой области спектра, имеющие длину от 400 до 700 нм, то максимальная разрешающая способность будет в пределах от 200 до 350 нм. Использование ультрафиолетового света (длина волн 260 — 280 нм) дает возможность повысить разрешение до 130 — 140 нм. Другим способом повышения разрешающей способности является использование светопреломляющих свойств рассматриваемых частиц.
Широко используется метод флуоресцентной микроскопии — окрашивание рассматриваемых препаратов флуоресцирующими (способными светиться при поглощении ими световой энергии) красителями.
Самое высокое разрешение позволяет получить метод электронной микроскопии суть которого заключается в использовании направленного потока электронов вместо светового потока. Как по-вашему, что играет роль линз в электронном микроскопе? Магниты, при помощи которых направляют поток электронов!
Благодаря различной задержке (различному отражению) электронов разными участками исследуемого объекта, на экране электронного микроскопа получается черно-белое изображение объекта, увеличенное в сотни тысяч раз. Электронные микроскопы разделяются на просвечивающие или трансмиссионные, в которых пучок электронов проходит сквозь исследуемый объект и сканирующие или растровые, дающие изображение объекта в отраженном пучке электронов. Разрешающая способность просвечивающих электронных микроскопов выше, чем сканирующих, но зато сканирующая микроскопия имеет более высокую информативность, обусловленную возможностью наблюдать изображение объекта с использованием сигналов различных датчиков и тем, что она позволяет исследовать массивные объекты, а не только тонкие пленки-срезы, как просвечивающая. Сканирующая микроскопия позволяет исследовать микрорельеф объекта, его химический состав и многое другое.