МИКРОКИНОСЪЁМКА

Микрокиносъёмка — метод изучения биологических процессов с помощью киносъемочной аппаратуры и микроскопа.

Микрокиносъёмка позволяет зафиксировать и затем многократно воспроизводить изучаемые процессы, анализировать их отдельные стадии, давать характеристику протекания этих процессов во времени.

Микроскоп с кинокамерой для Микрокиносъёмки биологических объектов впервые стали использовать франц. исследователи Э. Марей (1894) и Жолли (J. Jolly, 1902), позже — ученые практически всех стран. В СССР микрокиносъемкой широко пользовались в своих исследованиях В. Н. Лебедев, М. А. Пешков, Н. Г. Хлопин, В. Л. Троицкий, В. Д. Тимаков, Г. Я. Каган, В. Н. Милютин, А. Т. Кравченко, М. Я. Корн и др.

Исследователи, применяющие Микрокиносъёмку для изучения каких-либо явлений, чаще сталкиваются с необходимостью регистрации медленно протекающих процессов (деление клеток животных и растений, размножение бактерий, образование колоний микроорганизмов и др.). Для подобных целей применяется цейтрафферная (замедленная) М. В ряде случаев для изучения быстро протекающих процессов (движение жгутиков или ресничек, быстрые перемещения нек-рых микроорганизмов) используется метод рапидной (ускоренной) съемки. При демонстрации фильма с обычной скоростью (24 кадра в 1 сек.) процесс можно наблюдать и изучать соответственно в ускоренном или замедленном темпе.

Установка для М. содержит микроскоп и кинокамеру. Их можно монтировать либо самостоятельно, либо заводским путем, примером чего служит установка МКУ-5 или микроскопы МБИ-13 и МБИ-17. Независимо от типа микрокиноустановки основным требованием к подобной аппаратуре является надежное крепление киноаппарата и микроскопа, предохраняющее их от вибрации. Киноаппарат соединяется посредством карданного привода с покадровым мотором. Частота циклов работы мотора, обеспечивающая нужный интервал между кадрами, регулируется электронными реле времени и блокирующими устройствами.

При М. обычно пользуются объективами типа апохроматов или план-апохроматов и проекционными окулярами типа фотоокуляров или гомалей (см. Микрофотография). Экспозицию определяют экспонометром, датчик к-рого по спектральной характеристике должен соответствовать применяемой кинопленке. Применение экспонометрических устройств обычно сочетают с методом предварительных проб, т. е. проявлением пленки, экспонированной и обработанной при различных режимах. В кинокамерах экспозиция регулируется путем изменения освещенности объекта и установки угла раскрытия обтуратора.

Для успешной М. следует учитывать биол, свойства и особенности объекта исследования. Напр., при изучении тканевых культур используют специальные влажные камеры, а для создания физиол, условий при исследовании бактерий — Ш-образные камеры по М. А. Пешкову, масляные камеры Фонбрюна и т. п. (см. Микрокамера). Как правило, М. требует поддержания оптимальной температуры, необходимой для роста и развития живых объектов. В микроскопах МБИ-13 и МБИ-17 это обеспечивается специальной камерой, допускающей длительное сохранение постоянной температуры от 25 до 42°; существуют также миниатюрные термостатируемые камеры, к-рые помещаются на предметном столике микроскопа.

Количественную информацию об объекте М. (скорость роста или перемещения объекта, изменение его формы, площади, оптической плотности и пр.) получают путем дешифровки микрофильмов. Этот процесс значительно облегчается применением специальных устройств типа кино дешифраторов, микроденситометров и т. п. с регистрирующими и интегрирующими устройствами.

Для повышения контрастности изображения живых объектов, характеризующихся оптической однородностью, широко используются Микроскопические методы исследования).

Принципиально новые возможности для М. открывает применение каскадных электронно-оптических преобразователей (ЭОП), к-рые позволяют многократно усиливать яркость изображения или переводить его в другую спектральную область (напр., из невидимой в видимую). Соединением в каскады простых однокамерных ЭОП (задача впервые была решена в 1952 г. М. М. Бутсловым) удается в тысячи раз уменьшить общую экспозицию объекта, т. е. получить высококачественные изображения при краткой выдержке и слабом, не повреждающем объекта освещении. С помощью ЭОП удается М. в темном поле, а также люминесцентная М. различных клеток, флюорохромированных акридиновым оранжевым или обработанных люминесцирующими сыворотками.

Применение ЭОП с электростатической или электромагнитной фокусировкой открывает перспективы М. в ультрафиолетовом свете, что позволяет прижизненно изучать клеточные нуклеопротеиды, М. в инфракрасных лучах и пр. В ряде современных микроскопов предусмотрена возможность также телевизионной М. в видимых, ультрафиолетовых или инфракрасных лучах.

Разработана методика цветной М. с экрана ЭОП на черно-белую кинопленку, основанная на принципе последовательного цветоотделения. Эта методика использована в оригинальной отечественной микрокиноустановке МБИ-17-2. С полученных черно-белых негативов производят прямую аддитивную печать на цветную позитивную кинопленку.

Описаны также установки для голографической М. с разрешающей способностью порядка 3 — 5 мкм и скоростью регистрации 1—50 кадров в 1 сек. В качестве источника освещения при съемке и реконструкции изображения в голографической М. используют газовые лазеры, работающие в импульсном режиме.

Широкое использование метода Микрокиносъёмки в различных областях биологии и медицины позволило проникнуть во многие, ранее не изученные явления и процессы: деление и образование колоний у бактерий, рост и деление клеток в культуре тканей, реакции клеток на разнообразные воздействия и т. д.

См. также Кинематография в медицине.

Библиография: Бутслов М. М. Электронно-оптические преобразователи для изучения сверхбыстрых процессов, в кн.: Усп. науч. фотографии, под ред. М. П. Ванюкова и И. А. Черного, т. 6, с. 76, М.— Л., 1959; Кинематографические методы исследования микроорганизмов, сост. Б. А. Фихте и др., Пущино, 1975, библиогр Кравченко А. Т., Милютин В. Н. и Гудима О. С. Микрокиносъемка в биологии, М., 1963; Пешков М. А. Микрокиносъемка как метод изучения биологических процессов, Вестн. АН СССР, № 8, с. 76, 1954; Сох М. Е., Buckles R. G. a. Whitlow D. Cineholomicroscopy of small animal microcirculation, Appl. Optics, v. 10, p. 128, 1971; Jeong Т. H. a. Snyder H. Holographic microscope system using a triangular interferometer, ibid., v. 12, p. 146, 1973.

Я. E. Хесин.