Perloočka čtyřikrát jinak

Aneta Víznerová, Petr Jan Juračka, Stanislav Vosolsobě

Publikováno v časopise Přírodovědci (2: 29). PDF.

Vědci, lékaři či zdravotníci si v dnešní době svoji každodenní práci  nedokážou představit bez rozličných mikroskopů. Řada z nás si ani neuvědomuje, že tento důležitý vynález začal nevinně u broušení čoček do brýlí před více jak čtyřmi stoletími. Díky mikroskopům mohou lidé spatřit svět tak, jak si ho dříve ani neuměli představit a mohou odpovědět na různé dosud neřešitelné otázky. Přinášíme ze tedy tři naprosto nejběžnější techniky zobrazování mikrosvěta používané na PřF UK, všechny na příkladu stejného objektu - asi 3 mm velké perloočky Daphnia magna (korýši). 

TRADIČNÍ SVĚTELNÝ MIKROSKOP
Nejstarším a stále velmi používaným nástrojem pro pozorování drobných struktur je optický mikroskop. Tento mikroskop využívá spektrum vlnových délek viditelného světla. Zcela nejzákladnější jsou  dvě části: objektiv a okulár. Objektiv je v podstatě spojka sestavená z několika čoček a má malou ohniskovou vzdálenost. Předmět je při pozorování umístěn v poněkud větší vzdálenosti od objektivu, než je ohnisková vzdálenost. To znamená, že objektiv vytvoří zvětšený a skutečný obraz (uvnitř tubusu mikroskopu). Tento obraz pak prohlížíme okem pomocí okuláru, který má stejnou funkci jako lupa. Světelná mikroskopie nalézá uplatnění v mnoha vědních oborech jako je např. mikrobiologie nebo parazitologie.

Světelný mikroskop s Nomarského kontrastem (56 vrstev)

Světelný mikroskop s technikou zástinu (81 vrstev)

FLUORESCENČNÍ MIKROSKOP
Fluorescenční mikroskop je rovněž jeden z druhů optických mikroskopů, avšak založený na jevu zvaným fluorescence. Fluorescence je jev, kdy látka po ozáření jednou barvou světla (například modrou) vyzařuje světlo jiné barvy (třeba zelené). Pokud se pak na preparát díváme přes barevný filtr, který nepropustí modré světlo, spatříme pouze zelený signál vydávaný fluoreskující látkou. V živých organismech se vyskytují látky vykazující přirozeně  tuto vlastnost, např. různé pigmenty, kutikula, lignin nebo chlorofyl. Většina živých těl však zpravidla fluoreskovat nedokáže. Můžeme ovšem použít fluorescenční barviva, kterými lze konkrétní struktury zviditelnit. Takto můžeme dokonce pozorovat v buňkách drobné organely, jako například mitochondrie, které jsou menší, než je rozlišení světelného mikroskopu. Je to díky tomu, že fluoreskující objekt září na temném pozadí a proto jeho velikost nehraje roli. Je to stejný případ, jako když v noci zpozorujeme světlo zápalky vzdálené několik kilometrů.  Tato technika má široké uplatnění při studiu funkce buňky, neboť můžeme fluorescencí zviditelnit třeba i molekuly konkrétního proteinu a pozorovat, kde se v buňce nachází. Bez fluorescence by se neobešla ani sofistikovaná lékařská diagnostika v imunologii či v hematologii. 

Fluorescenční mikroskop

ELEKTRONOVÉ MIKROSKOPY
Kapitolou samotnou o sobě jsou elektronové mikroskopy. Místo proudu paprsků světla využívá elektronová mikroskopie proudu elektronů, místo klasických skleněných čoček optického mikroskopu je zde využito čoček elektromagnetických. Proud elektronů skenovacího elektronového mikroskopu reaguje s povrchem preparátu, bývá proto výhodné jejich pokovení, např. sotva několik atomů silnou vrstvičkou zlata. Zobrazením objektů ve skenovacím elektronovém mikroskopu vzniká prostorový obraz jejich povrchu. Toho se využívá v obrovském množství vědních oborů. Obraz je primárně černobílý, veškeré barevné struktury jsou tak odrazem zpracování v počítači.

Skenovací elektronový mikroskop

Každý typ mikroskopu umožňuje trochu jiný náhled na ten a tentýž objekt, což umožňuje vědcům udělat si komplexnější představu pramenící z vícera zdrojů informací. To vše vede k rozvoji vědy či mnoha zázrakům v lékařství.