LABORATORIO Materiale e strumentazione Trattandosi di esercitazioni svolte in un laboratorio biologico, è buona norma munirsi di camice e guanti monouso. Le esercitazioni proposte in codesto testo non prevedono l impiego di sostanze particolarmente pericolose. Per lo più verranno utilizzati coloranti, che possono macchiare pelle e indumenti. Alcuni tipi di materiale e di strumentazione utilizzati durante le esercitazioni proposte sono: Materiale di consumo Strumentazione 1. pinzette a punta sottile 2. taglierino 3. impugnatura per bisturi 4. lame per bisturi 5. pipette Pasteur 6. pipettatrici 7. vetrini coprioggetto 8. vetrini portaoggetti 9. vetrini a lente di orologio 10. beute 11. tubi per coltura 12. piastre Petri 1. microscopio ottico in luce bianca 2. microscopio ottico in fluorescenza 3. stereomicroscopio
Materiale di consumo Si tratta di vetreria, materiale in plastica monouso e piccola strumentazione di uso quotidiano (Figure 1-3). Figura 1. Vetreria da laboratorio utile per svolgere le esperienze proposte. a, beuta; b, tappo in cotone grezzo per beute e tubi da coltura; c, tubo da coltura; d, tettarella per pipetta Pasteur; e, pipetta Pasteur; f, vetrino portaoggetto e sua confezione; g, vetrino coprioggetto e sua confezione; h, vetrino a lente di orologio.
Figura 2. Materiale di consumo in plastica e piccola strumentazione utile per svolgere le esperienze proposte. a, pipetta in plastica; b, pipettatrice con regolazione dei volumi di liquido aspirato; c, puntale per pipettatrice; d, ansina in plastica monouso; e, pinzetta; f, impugnatura di bisturi; g, lama per bisturi; h, scatola Petri, formata da base e coperchio.
Figura 3. Esempio di beute per coltura. a, beuta; b, beuta contenente una coltura algale. A sinistra, tappo per beuta in cotone e protezione per il tappo in alluminio.
Strumentazione Microscopio ottico (Figura 4). Un semplice microscopio ottico è formato da una sorgente di luce, un piano di appoggio e una serie di lenti: 1. oculare; 2. obiettivo; 3. condensatore. L oculare si trova dalla parte dell occhio dell osservatore, l obiettivo è rivolto verso il campione, il condensatore indirizza la luce al preparato in esame. Il sistema di lenti, nel suo complesso, consente l ingrandimento di un preparato. In particolare, 1. l oculare ingrandisce l immagine microscopica creata dall obiettivo; 2. l obiettivo genera un immagine reale dell oggetto; infine, 3. il condensatore ha la funzione di ottenere un rapporto ottimale tra contrasto dell immagine e risoluzione attraverso l impostazione accurata del diaframma (quanto più il diaframma viene chiuso, tanto maggiore diventa il contrasto e, di conseguenza, minore la risoluzione). Gli obiettivi sono portati su di un supporto mobile, detto revolver, che consente di alloggiare da 3 a 5 obiettivi e di variare velocemente l ingrandimento con cui si osserva il preparato. La regolazione del fuoco, cioè della nitidezza, di un immagine è garantita dalle viti micro- e macrometrica (vedi sotto). Il piano di appoggio, ovvero il tavolino portaoggetto, è un piatto mobile in grado di scorrere in modo esatto in direzione x e y. Figura 4. Schema (a) e foto (b) di un microscopio ottico.
Lenti e ingrandimento Una lente è un elemento ottico che ha la proprietà di far convergere o divergere i raggi di luce. In un microscopio ottico sono impiegate lenti convergenti, che fanno convergere i raggi luminosi in un punto, detto fuoco (Figura 5). Figura 5. Una lente convergente fa convergere i raggi luminosi in un punto, detto fuoco. Senza entrare nel particolare delle leggi fisiche che governano le lenti, la conseguenza del comportamento dei raggi luminosi è un ingrandimento dell immagine. Si otterrà un immagine del campione ingrandita e a fuoco quando, agendo sulle distanze occhio-lente-preparato, otterremo un immagine nitida. Per regolare queste distanze, la messa a fuoco del campione viene effettuata muovendo una manopola, detta vite, posta sul lato del microscopio, che fa spostare il piano su cui è appoggiato il vetrino secondo una scala micrometrica (molto piccola) o macrometrica (più grande ed evidente) (Figura 4). L ingrandimento complessivo del campione dipende dall ingrandimento delle lenti usate. La lente oculare contribuisce di dieci volte all ingrandimento, mentre esistono lenti obiettivo a diverso grado di ingrandimento. Ogni obiettivo reca il corrispondente valore d ingrandimento, ad esempio 10 (indica un ingrandimento di dieci volte), 20, o 40. Se il mezzo interposto tra lente e preparato è aria, il massimo ingrandimento è 40. Per aumentare l ingrandimento, impiegando obiettivi superiori a 40, bisogna aumentare il potere risolvente con un mezzo diverso dall aria (per esempio l olio di cedro è usato per ingrandimenti fino a 100 ). Dato che gli ingrandimenti di lenti poste in serie si moltiplicano, usando un obiettivo 20, l osservatore vedrà il preparato ingrandito di 200 volte (20 dell obiettivo per 10 dell oculare = 200 ).
Microscopio ottico in fluorescenza (Figura 6). Si tratta di un particolare microscopio ottico in grado di colpire il campione con radiazioni luminose a particolari lunghezze d onda, non più, quindi, luce bianca. Un semplice microscopio ottico, infatti, utilizza come sorgente luminosa una normale lampadina ad incandescenza che emette luce bianca con uno spettro compreso fra i 400 e i 700 nm; un microscopio ottico in fluorescenza, invece, è dotato di un apparato di filtri che selezionano una sola lunghezza d onda ( ) specifica fra quelle emesse da una speciale lampada, in genere a vapori di mercurio. Il microscopio in fluorescenza sfrutta, quindi, la capacità di alcune componenti della cellula vegetale di emettere luce se eccitate in modo opportuno. La clorofilla, ad esempio, emette luce rossa quando viene eccitata con luce bluvioletta ( ecc = 436-480 nm), mentre la lignina emette luce azzurra quando eccitata nell ultravioletto vicino ( ecc = 365 nm). Questo fenomeno è detto fluorescenza. Figura 6. Foto e schema di microscopio ottico in fluorescenza. Nella foto è visibile la luce bluvioletta usata per l eccitazione del campione.
Stereomicroscopio (Figura 7). Lo stereomicroscopio è un particolare tipo di microscopio ottico in grado di dare un ingrandimento del preparato non superiore a 40. Questo strumento, tuttavia, dà una visione tridimensionale del campione. Esso risulta particolarmente utile per l osservazione delle strutture vegetali superficiali, come le formazioni epidermiche od organismi di dimensioni ridotte. Figura 7. Schema (a) e foto (b) di uno stereomicroscopio.