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第二章 微生物的觀察與檢驗

第二章 微生物的觀察與檢驗. 顯微鏡構造及使用 微生物染色 微生物鑑定. 第一節　顯微鏡構造及使用. 顯微鏡的種類與功能 顯微鏡若依觀察方法的差異性，則可區分為明視野顯微鏡、暗視野顯微鏡、位相差顯微鏡、干擾相差顯微鏡、偏光顯微鏡、紫外光顯微鏡、螢光顯微鏡、雷射共軛焦顯微鏡、解剖顯微鏡與電子顯微鏡等特定功能之顯微鏡。. 光學顯微鏡 原理

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第二章 微生物的觀察與檢驗

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Presentation Transcript

  1. 第二章 微生物的觀察與檢驗 顯微鏡構造及使用 微生物染色 微生物鑑定

  2. 第一節　顯微鏡構造及使用 • 顯微鏡的種類與功能 • 顯微鏡若依觀察方法的差異性，則可區分為明視野顯微鏡、暗視野顯微鏡、位相差顯微鏡、干擾相差顯微鏡、偏光顯微鏡、紫外光顯微鏡、螢光顯微鏡、雷射共軛焦顯微鏡、解剖顯微鏡與電子顯微鏡等特定功能之顯微鏡。

  3. 光學顯微鏡 • 原理 • 光學顯微鏡是由二組凸透鏡（物鏡、目鏡）組成。欲觀察的物體先經物鏡聚成一放大的倒立實像，該倒立實像於顯微鏡成像過程中僅屬於過渡性的影像，此倒立實像恰巧落於目鏡的焦點內，所以當人眼緊靠目鏡的出視孔時，可觀察到倒立實像經目鏡放大後的更加放大之倒立虛像。

  4. 放大率 • 顯微鏡的放大功能原理是將物鏡和目鏡做適當地調整組合，以放大欲觀察物體（標本）之影像。 • 物鏡的功能為使被觀察物體成一個倒立放大的實像。低倍鏡常用於搜索觀察對象及觀察標本全貌，高倍鏡則用於觀察標本某部分或較細微的結構，油鏡則常用於觀察微生物或動植物更細微的結構。 • 目鏡的功能則是將物鏡形成的實像再一次放大成虛像。 • 顯微鏡總放大率＝物鏡之放大倍數×目鏡之放大倍數。

  5. 解像力 • 解像力是指鏡頭能清楚分辨二相近物體間最小距離的能力。若鏡頭中有二個物體接近到幾乎重疊時，此時通過物體的光線會產生繞射，進而在物體周圍產生一系列光圈，使得二物體無法被清楚辨識，此即表示鏡頭對該二物體已失去解像力。

  6. 顯微鏡解像力可由下列數學公式表示：

  7. 式中D值愈小，表示顯微鏡的解像力愈好，亦即物體可視的二點最短距離很小時仍可以被辨識。由式(1)可知，顯微鏡解像力與入射光波長、光入射角、介質的折射率有關。式中D值愈小，表示顯微鏡的解像力愈好，亦即物體可視的二點最短距離很小時仍可以被辨識。由式(1)可知，顯微鏡解像力與入射光波長、光入射角、介質的折射率有關。 • 入射光光源波長：λ值愈大，D值愈大；λ值愈小，D值愈小，亦即入射光波長愈長，顯微鏡辨識物體的解像力愈差；入射光波長愈短，顯微鏡辨識物體的解像力愈好。

  8. 光入射角：sinθ值愈小，D值愈大；sinθ值愈大，D值愈小，亦即光入射角愈小，顯微鏡辨識物體的解像力愈差；光入射角愈大，顯微鏡辨識物體的解像力愈好。光入射角：sinθ值愈小，D值愈大；sinθ值愈大，D值愈小，亦即光入射角愈小，顯微鏡辨識物體的解像力愈差；光入射角愈大，顯微鏡辨識物體的解像力愈好。 • 顯微鏡解像力有實質幫助的光入射角度最大值僅為140°。

  9. 介質的折射率：n值愈小，D值愈大；n值愈大，D值愈小，亦即標本與物鏡間介質的折射率愈小，顯微鏡辨識物體之解像力愈差；標本與物鏡間介質的折射率愈大，顯微鏡辨識物體的解像力愈好。介質的折射率：n值愈小，D值愈大；n值愈大，D值愈小，亦即標本與物鏡間介質的折射率愈小，顯微鏡辨識物體之解像力愈差；標本與物鏡間介質的折射率愈大，顯微鏡辨識物體的解像力愈好。 • 數值孔徑(numerical aperture)：亦稱光口徑，是表示經由聚光鏡至物鏡所產生錐狀光圈的量度。

  10. Ａ • 電子顯微鏡 • 電子顯微鏡與光學顯微鏡的原理極為相似，差異在於電子顯微鏡以電子束取代光線，電磁鐵透鏡取代玻璃透鏡，由於電子輻射的波長比可見光小很多，故大幅提昇解像力（普通光學顯微的最小解像距離為0.2μm，電子顯微鏡可達到0.001μm，亦即10　）。

  11. 光學顯微鏡 • 明視野顯微鏡 • 暗視野顯微鏡 • 位相差顯微鏡 • 螢光顯微鏡

  12. 光學顯微鏡 • 明視野顯微鏡 • 明視野顯微鏡是以自然光或鎢絲燈（電燈）為光源照射樣本，通過與未通過樣本之光線皆進入物鏡中，使得樣本本身呈陰暗，視野背景為明亮狀態。 • 暗視野顯微鏡 • 暗視野顯微鏡與明視野顯微鏡相似，皆利用可見光為光源照射樣本，唯一差異在於暗視野顯微鏡的聚光鏡中央有暗視環，使照明光線不直接進入物鏡，只允許被樣本散射和衍射的光線進入物鏡，因而視野的背景為陰暗，物體的邊緣為明亮。

  13. 位相差顯微鏡 • 位相差顯微鏡利用菌體內各部位密度的差異，進而對入射光線產生不同的散射，使得活細胞內不同部位產生明顯對比，藉此辨別活細胞內各種構造。位相差顯微鏡較普通光學顯微鏡多了環狀光圈與位相板（位相移動片）等構造。 • 螢光顯微鏡 • 螢光顯微鏡是藉由樣本發出的光來達到觀察之目的。某些物質經激發光照射後會產生螢光，無法產生螢光的物質亦可利用螢光染劑與欲觀察的物質結合後產生。螢光顯微鏡包含光源、激發濾光片、螢光樣本與阻斷濾光片等基本元件。

  14. 電子顯微鏡 • 掃描式電子顯微鏡 • 穿透式電子顯微鏡

  15. 掃描式電子顯微鏡 • 掃描式電子顯微鏡主要用於用來觀察樣本的表面結構。以掃描式電子顯微鏡觀察微生物菌相時須經過煩瑣之前處理過程，其過程包括菌體收集、樣本（菌體）固定、樣本脫水、臨界乾燥、鑲嵌及鍍金。 • 穿透式電子顯微鏡 • 穿透式電子顯微鏡多應用於細胞內結構之觀察。穿透式電子顯微鏡樣本製備包括樣本初步固定、樣本清洗、二次固定、脫水、過渡溶劑滲透、塑膠滲透、包埋及聚合。

  16. 電子顯微鏡 放線菌的孢子鏈

  17. 第二節 微生物染色

  18. 染色目的 • 染色原理 • 染劑 • 染色方法 (1)簡單染色 (2)鑑別染色

  19. 革蘭氏染色(Gram stain)

  20. 結核桿菌與抗酸性染色 • 結核桿菌不會馬上致命，但具有高度傳染力的病患透過飛沫傳染，擴散率相當高，快速檢驗患者並與以隔離是相當重要的。結核病大都是結核桿菌引起的，由於結核桿菌細胞膜上的脂質比其他細菌豐富，經染色後不易被酸性的酒精洗除脂質而退色，故名抗酸性染色。因此抗酸性染色為初步辨識結合桿菌的方法之一。 何謂酸性酒精？ 含有3%鹽酸及90~95%乙醇。

  21. 微生物檢驗 • 顯微鏡觀察 • 測定影響微生物生長因子 (1)物理因子 (2)化學因子 a.能源 b.碳源 c.氮源

  22. 第三節微生物檢驗方法 • 微生物的定性觀察 • 微生物大小的量測 • 總菌數測定 • 大腸菌類數目

  23. 微生物大小的量測 鏡臺測微計

  24. 總菌數測定 • 直接計數法(cells/ml，filament/ml，unit/ml) • 間接計數法(平板計數法，CFU/ml) CFU:colony forming unit 血球計數器:細菌、小型單細胞藻

  25. Sedgwick-Rafter (S-R) counting cell：藻類計數

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