Dołącz do czytelników
Brak wyników

Laboratorium

8 października 2018

NR 9 (Maj 2015)

Laserowy mikroskop. Zrób to sam

279

Sądzę, że mikroskop zajmuje bardzo ważne miejsce w życiu każdego biologa. Pozwolę sobie nawet stwierdzić, że jest to miejsce szcze­gólne. Uważam tak nie tylko dlatego, że jest to narzędzie bardzo przydatne w pracy naukowca czy nauczyciela. Mikroskop jest swego rodzaju symbolem naukowego zaciekawienia tajemnicami natury, co jest początkiem ich zrozumienia. Możliwość wejrzenia w mi­kroświat fascynowała nie tylko ludzi nauki, ale także artystów. W 1858 r. pochodzący ze Szkocji pisarz Fitz James O’Brien napisał słynne opowiadanie „Diamentowa soczewka” [1], zaś prawie 40 lat później tworzący w duchu impresjonizmu hiszpański malarz Joaquín Sorolla y Bastida namalował „Portret doktora Simarro przy mikroskopie”.


Rys. 1. Schemat budowy mikroskopu

Nie jest łatwo wskazać wynalazcę mikroskopu. Niektórzy wskazują tutaj na pewne zasługi Rogera Bacona [2], trzynastowiecznego filozofa franciszkańskiego, lecz nie zostało to potwierdzone. Bardziej powszechnie przyjmuje się, że pierwsze mikroskopy optyczne zostały zbudowane około roku 1590 przez Holendrów: Hansa Janssena i jego syna, Zachariasza. Wysoka cena i niewielkie możliwości tych konstrukcji nie pozwoliły jednak na ich szersze wykorzystanie. Do kolejnego przełomu doprowadził w XVII wieku kupiec Antoni van Leeuwenhoek, który udoskonalił mikroskop i wdrożył jego produkcję na szerszą skalę. Wśród jego dokonań jako przyrodnika należy wspomnieć o tym, że dokonał obserwacji krwinek czerwonych, plemników, struktury mięśni i kości, a także bakterii i orzęsków [3].

Od tamtej pory dalece udoskonalono mikroskopy optyczne, co stało się przyczyną wielu odkryć, nie tylko na polu biologii – inne dziedziny także zawdzięczają bardzo wiele tym przyrządom. Mikroskopia sama w sobie rozrosła się do potężnej dziedziny wiedzy. Dziś, oprócz mikroskopów optycznych (także fluorescencyjnych, polaryzacyjnych, kontrastowo-fazowych, konfokalnych itp.) rozróżniamy także mikroskopy elektronowe, akustyczne, sił atomowych i inne.

Nie każda szkoła może pozwolić sobie na zakup nawet prostych mikroskopów i pozostałego sprzętu potrzebnego przy korzystaniu z nich. Dlatego chciałbym zaprezentować sposób, w jaki można bardzo małym kosztem zbudować układ do obserwacji mikroorganizmów. Opis ten może być przydatny nie tylko uczniom, nauczycielom, ale także wszelkim pasjonatom.


Fot. 1. Wskaźnik laserowy wykorzystany w doświadczeniu


Fot. 2. Gotowy układ


Fot. 3. Uzyskany obraz; 3A. Komórki glonów, 3B. Pantofelek (Paramecium caudatum)


Fot. 4. Sekwencja uzyskanych obrazów, widoczne pantofelki (Paramecium caudatum) oraz podłużne komórki glonów

Budowa

Mikroskop optyczny składa się z kilku podstawowych elementów. Są to między innymi oświetlacz, kondensor, stolik, na którym umieszcza się obserwowany preparat, obiektyw, tubus i okular [4]. Da się jednak prościej!

Do zbudowania prostego laserowego mikroskopu nie trzeba mieć drogiego czy trudnego do zdobycia sprzętu. Wystarczą do tego:

  • strzykawka o objętości 2-5 ml,
  • igła do zastrzyków,
  • laser półprzewodnikowy,
  • statyw, łapy laboratoryjne,
  • ekran.


Fot. 5. Walcowate komórki budujące plechę skrętnicy Spirogyra; widoczne spiralne chloroplasty


Fot. 6. Komórka orzęska z rodzaju wirczyków Vorticella, widoczna kurczliwa nóżka, za pomocą której wirczyk przytwierdza się do podłoża, a także wieniec okołogębowy, na którym są osadzone rzęski naganiające pokarm.

Igłę do zastrzyków należy stępić poprzez zeszlifowanie jej ostrej końcówki za pomocą pilnika do metalu lub kamienia szlifierskiego.

Najtrudniejszy do zdobycia wydaje się być laser. Rzeczywistość okazuje się być jednak dla nas łaskawa – w tej roli bardzo dobrze sprawdzi się wskaźnik laserowy (Fot. 1). Nie należy jednak wykorzystywać wskaźników dających światło czerwone, ponieważ długość fali takiego światła jest zbyt duża i uzyskany obraz jest niezbyt wyraźny. Dodatkowo, czułość ludzkiego oka na barwę czerwoną jest stosunkowo niewielka. Z tych powodów w doświadczeniu zastosowano wskaźnik o świetle zielonym (λ = 532 nm) i mocy promieniowania mniejszej niż 10 mW. 

Przestrzegam przed bezpośrednim kierowaniem światła laserowego w oczy – może to spowodować uszkodzenie wzroku!

Statyw czy łapy laboratoryjne są przydatne do umocowania wszystkich elementów, ale nie są niezbędne. Każdy stabilny sposób zamocowania elementów składowych spełni swoje zadanie. Jako ekran można zastosować ekran do przezroczy, białą tablicę, ścianę czy choćby rozwieszone prześcieradło.

Wodę zawierającą mikroorganizmy można pozyskać z nasłonecznionego stawu lub ze standardowej hodowli pantofelka (Paramecium caudatum) lub innego mikroorganizmu. Można też zastosować wodę z wazonu, w której przez przynajmniej kilka dni stały kwiaty.

...

Pozostałe 70% treści dostępne jest tylko dla Prenumeratorów.

Co zyskasz, kupując prenumeratę?
  • 6 wydań czasopisma "Biologia w Szkole"
  • Dostęp do wszystkich archiwalnych artykułów w wersji online
  • ...i wiele więcej!
Sprawdź

Przypisy