Soluteoria
1600-luvulla Robert Hooke rakensi itselleen mikroskoopin ja antoi löytämilleen laatikkomaisille onteloille nimen solu.
Kesti kuitenkin vielä 1800-luvulle asti, ennen kuin tutkijat huomasivat, että kaikki elävä muodostuu soluista. Se innoitti heitä kehittämään soluteorian, joka koostuu kolmesta väitteestä:
- Kaikki elävä koostuu yhdestä tai useammasta solusta
- Solu on elämän perusyksikkö
- Solut syntyvät toisista soluista
Soluja tutkitaan siis mikroskoopeilla. Käydään seuraavaksi yleisimmät mikroskooppityypit ja niiden ominaispiirteet:
1. Valomikroskooppi
Valomikroskoopin rakenne:
- hienosäätöruuvi
- karkeasäätöruuvi
- okulaari
- objektiivirevolveri
- objektiivi
- objektilasin pidikkeet
- preparaattipöytä
- himmennin
- valolähde
Valomikroskoopissa valo siis menee näytteen läpi, jonka jälkeen kuvaa suurennetaan linssien avulla.
Valomikroskooppia varten näytteet pitää valmistella:
- pienet kohteet voi pitää sellaisenaan tai liuottaa veteen
- suuremmista kohteista leikataan ohut leike, joka asetetaan lasilevyjen väliin
Valomikroskoopilla on monia tärkeitä etuja:
- näytteet ovat helppo valmistaa
- mikroskopointi on nopeaa
- kuva saadaan värillisenä
- voidaan havainnoida myös eläviä eliöitä ja soluja
Valomikroskoopin suurennuskyky on korkeintaan 1500-kertainen, joten niillä voidaan erottaa vain suurimmat soluelimet, kuten viherhiukkaset. Erottelukykyä voidaan parantaa näytteen värjäyksellä, esim. bakteerien gram-värjäys.
2. Stereomikroskooppi
Stereomikroskoopilla eli preparointimikroskoopilla on varsin heikko erottelukyky, mutta sillä voidaan tutkia kolmiulotteisia pintoja, muotoja ja rakenteita.
Käyttökohteita:
- ihonäytteiden tai loisien tunnistus
- bakteerien tunnistus bakteeripesäkkeiden pintarakenteen perusteella
- kasvitautien tunnistus
- hyönteisten ruumiinonteloiden tutkiminen
3. Elektronimikroskooppi
Valon sijasta elektronimikroskoopeissa käytetään elektronisäteilyä, joten sen suurennuskyky on hyvin suuri, jopa 200 000-kertainen.
Toisaalta niillä on myös huonoja puolia:
- Mittaus tehdään tyhjiössä, joten sillä ei voi tutkia eläviä eliöitä
- Näytekuva on aina mustavalkoinen
- Kalliita ja vaativat paljon tilaa
Ne voidaan jakaa kahteen kategoriaan toimintamekanisminsa mukaan:
- Pyyhkäisyelektronimikroskoopissa Eli SEM:issä elektronit pyyhkäisevät (eli “skannaavat”, siitä lyhenteen S tulee) näytteiden pintarakenteita, joten kuvasta saadaan kolmiulotteinen
- Läpäisyelektronimikroskoopissa eli TEM:issä elektronit kulkevat näytteen läpi, kuten näkyvä valo valomikroskoopissa. Myös TEM:illä on mahdollista luoda kolmiulotteinen kuva, jos näytteestä valmistetaan useita peräkkäisiä leikkeitä ja käymällä ne yksitellen läpi.
Suurennos ja solujen kasvatus
Jotta voidaan laskea mikroskoopeilla tutkittujen käytteiden oikeat koot, suurennoksen mittakaava pitää tietää. Kaava menee seuraavasti:
Erityisen tarkkana pitää olla siinä, että pituuden yksiköt on muutettu samanlaisiksi.
Kaavasta voidaan ratkaista myös muutkin arvot, kuin suurennos.
Esimerkiksi jos suurennos on 1500 ja mikroskoopissa näkyvä kuva on 2,0 cm, näytteen todellinen koko on
Jotta soluja voidaan tutkia laboratoriossa, pitää niitä pystyä myös kasvattamaan. Se tapahtuu monesti kiinteillä kasvatusalustoilla tai nesteviljelmillä.
Solut, jotka pystyvät erilaistumaan eri solutyypeiksi, ovat kantasoluja.