Observatie van bacteriën moet gebeuren met behulp van een optische microscoop
Als precisie-instrument voor het vergroten en observeren van objecten kunnen optische microscopen verschillende soorten monsters waarnemen. Gebruikers in sectoren zoals microbieel onderzoek, plantenonderzoek en dieronderzoek moeten het niveau van de bacteriegrootte zien. Welk soort microscoop moet daarom worden gebruikt bij het observeren van dergelijke monsters? Dit artikel geeft een gedetailleerde analyse.
Het antwoord op deze vraag kan worden besproken vanuit aspecten als de grootte van het bacteriële lichaam, de resolutie van het menselijk oog en de microscoop.
1. De grootte van bacteriële lichamen ligt doorgaans op micrometerschaal, waarbij Escherichia coli als voorbeeld wordt genomen: de lengte is ongeveer 1 µm en de breedte ongeveer 0.5 µm.
2. Resolutie verwijst naar de kleine afstand tussen twee objectpunten die duidelijk kunnen worden onderscheiden.
De resolutie van een microscoop verwijst naar de kleine afstand tussen twee objectpunten die duidelijk kunnen worden onderscheiden nadat ze zijn vergroot en afgebeeld door de microscoop.
De resolutie van een instrument verwijst naar zijn vermogen om microstructuurinformatie van het gemeten object te verschaffen. Hoe hoger de resolutie, hoe gedetailleerder de verstrekte informatie. De amplificatie voorbij de amplificatielimiet wordt ongeldige amplificatie genoemd, die geen meer gedetailleerde informatie over de structuur kan verschaffen.
3. De resolutie van het menselijk oog is 0.1 mm, wat betekent dat bij voldoende licht en op een afstand van 1 voet de minimale afstand die het menselijk oog tussen twee punten kan onderscheiden, 0.1 mm is .
4. Samenvattend: om de aanwezigheid van bacteriën te kunnen zien, moet de vergroting minimaal 0,1 mm ÷ 0,5um=1000 ÷ 5=200 keer zijn. Bij deze vergroting zijn de waargenomen bacteriën (Escherichia coli) echter slechts een klein stipje, en om meer gedetailleerde structurele informatie te zien, is het noodzakelijk om de vergroting van de microscoop te vergroten.
5. De resolutie van een gewone optische microscoop wordt beperkt door de golflengte van zichtbaar licht (390-770 nm) en bedraagt doorgaans niet meer dan 1000 keer, wat de versterkingslimiet is van een gewone optische microscoop. Een vergroting van meer dan 1000 keer kan geen meer gedetailleerde structurele informatie opleveren, wat binnen de reikwijdte van ineffectieve versterking valt.
6. De vergroting van een elektronenmicroscoop kan 800.000 keer bereiken, en het basisprincipe is hetzelfde als dat van een gewone optische microscoop, die door hoge druk elektronengolven met korte golflengte genereert.
Door 400 keer in te zoomen (10x, 40x) zie je nauwelijks bacteriën, maar ze zijn slechts zo groot als de punt van een naald, als kleine puntjes. Over het algemeen zoomen we nog steeds in tot 1000 keer (10x, 100x) voor observatie, en op dit moment is het uiterlijk van de bacterie nog steeds duidelijk te zien, zelfs na speciale kleuring van flagella. Voor een vergroting van 1000 keer is het gebruik van een olielens vereist. De zogenaamde olielens verwijst naar het laten vallen van een druppel cederolie tussen de objectieflens en het dekglas. De lichtbrekingsindex van cederolie is hoger dan die van lucht, waardoor een grotere vergroting kan worden toegepast.
10x en 40x geven aan dat de lens 10x en 40x vergroot is. De vergroting van het oculair wordt vermenigvuldigd met de vergroting van de objectieflens om de totale vergroting van deze microscoop te verkrijgen. Het oculair en de objectieflens van een microscoop op de middelbare school kunnen worden vervangen, en het oculair is meestal 5x of 10x. Het oculair van een kleine microscoop is doorgaans slechts 10x groot en is onderzocht op E. coli, Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis en Bacillus megaterium (gebruikt om sporen te observeren).
