Бухоро- 2022 Ўзбекистон республикаси олий ва ўрта махсус таълим вазирлиги бухоро давлат университети

45-расм. Нур ўтказувчи (ёритувчи) Электрон микроскоп схемаси.
Расмда схематик тарзда кўрсатилгандек, электрон микроскопининг ёритиш тизими 3 та электрод, яъни катод (К), фокусловчи электрод (ФЭ) ва анод (А)дан ташкил топган. «Электрон туб» дан иборатдир. Бундан бошқа оптик тизимларни ҳам кўрсатиш мумкин. «Конденцор», «объектив» ва «проекциялайдиган» линзалар мажмуи (КЛ, ОЛ ва ПЛ) айнан шундай тизимлардан ҳисобланиб, электронлар оқимини бошқарувчи муҳим воситалар ҳамдир.
Электрон микроскопни ишга тушириш, даставвал, турли электр насосларини фаолиятини бошлаб, электр микроскопли ички қисми (колонкаси)да эқори вакуум вужудга келтиришдан иборат бўлади. Электронлар ҳаракат-фаолиятини тўла таъминлаш учун 10--4-10-5 мм сим. Уст. Даражасида вакуум ҳосил қилинади. Ана шундай шароитда бир неча 10 мингдан 100 минггача кВ кучланишли электронлар оқими тезкор ҳаракатда бўлиши аниқ. Таъкидлаш жоизки, дастлаб «электрон туби»дан отилиб чиқадиган, катта қувват ва тезликда ҳаракатланадиган электронлар текшириладиган объект (О) дан ўтиб, объектив линзанинг апертураси диаграммаси (АД) воситасида маълум шаклга эга бўлади. Ўрганиладиган объектга хос электромикроскопик тасвирни ўзида мужассамлантирган электронлар оқими объектив линзанинг флуоресценцияли экран жойлашган ерда ариқ намоён қилади. Экран марказида кичик тирқиш мавжуд бўлиб, ундан ўтган электронлар модда тасвирини приоекциялайдиган линзага узатади.
Микроскопда тасвирни кўриш учун махсус қисмда кузатиш диафрагмаси (КД) ҳам жойлашган бўлади. Ундан анча катталаштирилган тасвир экран (Э)да ҳар томонлама кузатилиб, таҳлил қилиниб, сўнгра лозим бўлса, фотографияси (Ф) фотопластика ёки плеёнкага туширилади.
Муайян объектни чуқур тадқиқ қилиш зарур бўлган ҳолатларда, одатда, бевосита электрон микроскопининг ўзида модда тасвирини 10-15 минг марта катталаштирилган шаклини фотоплеёнка (пластинка)га ўтказиб, кейин олинган негативни «ёруғлик катталаштиргич» воситасида яна 8-10 марта катталаштирилса, ўртача модда тасвири бир неча 100 минг марта катталашишига эришилади. Бунда ажратиш жаражаси бемалол 50 чизиқ/мм кўрсаткичида бўлиши муқаррар.
Юқорида, электрон микроскопларининг турлари кўп бўлиб, улар орасида амалда кенг қўлланиладиган тури “ёритувчи электирон микраскоплари”деб таъкитлаб ўтилди. Уларнинг яна бир устунлиги шундаки, улар ёрдамида бирқтнинг ўзида ҳам электиронмикраскопик тасвир, муайян кристалл ҳудуднинг электирон микродифракциясини олиш мумкин. Бунда микродифракция олинадиган модда бўлаги 0,02-1 мкм катталикда бўлиши кифоя.
Амалда кенг фойдаланиладиган электрон микроскопларига албтта, Растрали, яъни сканерлайдиган электрон микроскопларни кўрсатиб ўтиш керак. Уларда ниҳоятда ингичка (бир неча 10 А диаметрга эга бўлган) электронлар тутами ишлатилади. Худди телевизор трубасидаги тарзда электронлар оқими модда сиртида сканерланади. Объект раркиб-тузилмасини бундай электрон микроскопда бевосита (тўғридан-тўғри, худди ёритувчи микроскоплардаги каби) ўрганиб бўлмайди. Кўпинча объект сирти олтин каби айрим нодир металл билан вакуумда қопланиб, сўнгра сканерлаб ўрганилади. Фан техника соҳаларида муаммо ва вазифалардан келиб чиқиб электрон микроскопларининг бошқа туридан ҳам фойдаланилади. Жумладан, «эмиссияли», «қайтарувчи», «сояли», «кўзгули» каби электрон микроскоплар ҳам мавжудлигини кўрсатиб ўтиш мумкин. Табиийки уларнинг ишлаш принциплари нафақат ёритувчи электрон микроскоплар, ҳатто ўзаро бир-биридан кескин фарқланади. Масалан, қайтарувчи электрон микроскопида модда тасвирини объектдан қайтган электронлар ҳосил қилади. Улар воситасида аниқ кристалл панжарасига эга бўлган металлар ёки металлашган жисм юза сатҳлари тасвири самарали ўрганилади.
Эмиссияловчи электрон микроскопда объект тасвири у эмиссиялаб тарқатган электронлар томонидан ҳосил қилинади. Электронлар эмиссияси асосан объектни иситиш, кучли ёритиш ион ёки бошқа элементар заррачалар билан кучли таъсир қилиш ҳисобига пайдо бўлади. Сояли электрон микроскопда махсус электрон зонт мавжуд бўлиб, у электронлар манбаи вазифасини ўтаб, флуоресцентли экран ёки фотопластинкада текшириладиган объект соясининг тасвири содир бўлади. Ниҳоят, кўзгули электрон микроскопларда энг муҳим оптик қисм –электрон кўзгу ҳисобланади. Бундан микроскоплар ёрдамида металлмас объектларни ўрганиш мақсадга мувофиқ ҳисобланади. Деярли барча турдаги электрон микроскопларида, ўрта ҳисобда 30-100 кВ кучланишда барқарор электронлар оқими ҳосил қилинади дейилса, асло хато бўлмайди.
Маълумотларга эътибор берилса, илк бор «электрон микроскопия» усули ХХ асрнинг 30 йилларида пайдо бўлиб, даставвал, турли вирус, бактерия ва шунга ўхшаш микроорганизм ҳужайралари тасвирини олишга эришилган. Сўнгра цитология, микробиология, кристаллография, геология, кимё ва бошқа жуда кўп фан ва техника соҳаларида мазкур усул кенг қўлланилади.
Электрон микроскопик тадқиқотлар учун объектларни махсус усуллар воситасида тайёрланади. Уларга мисол қилиб, текшириладиган моддани майдалаш (диспергациялаш), турли хил кесма (қирқим)лар олиш, сирт тасвири изини бошқа бир асосга кўчириш (реплика) каби усулларини кўрсатиш мумкин. Майдалаш жараёни, нафақат механик, балки шунингдек турли физик омиллар (масалан, ультратовуш) воситасида ҳам бажарилиши мумкин. Бунинг учун махсус дезинтогратор (ультратовуш билан майдалаш) техник воситалари ҳам саноат миқёсида ишлаб чиқарилади.
Бир қатор органик материаллар, айниқса, тирик организм қисмлар и ва полимер материаллари ички тузилмаларини электрон микроскопик тадқиқида кесма (қирқим)лар олиш усули кенг ишлатилади. Одатда уларни олиш усули нисбатан мураккаб бўлганлиги сабаб, махсус аппарат (микротом ва ультрамикротом)лардан фойдаланиб, тайёрланилади. Умуман электрон микроскопик препаратларни тайёрлаш ўзи ўта муҳим соҳа ҳисобланиб, бу жабҳада кўплаб олим ва мутахассислар чуқур тадқиқотлар олиб боришган ҳам. Мазкур соҳа ҳақида тўла маълумотларни махсус илмий-техник адабиётлардан билиб олиш мумкин.
10.6. Ёруғлик ва электрон микроскопия усуллари билан пахта толаси морфологик тузилишини ўрганиш натижалари.
Маълумки, Ўзбекистон Республикаси ҳозирги пайтда пахта етиштириш салмоғи бўйича дунёда бешинчи, тола ва бошқа маҳсулотларни сотиш бЎйича эса, АҚШ дан кейин иккинчи ўринни эгаллаб турибди.
Пахта, умуман олганда инсоният учун яратганнинг бебаҳо инъоми. У уст-бош ва хилма-хил турмуш жиҳозлари, озиқ-овқат, ёқилғи ва бошқа кўплаб маҳсулотлар манбаи. Пахта толасидан ташқари унинг чигити, ғўза барги ва бошқа қисмлари турли-туман биологик фаол моддаларни ўзида тутишлиги туфайли, кимё саноати учун зарур хом ашё манбаи бўлиб ҳам хизмат қилади.
Пахта толасининг 96-98 % α-целлюлоза табиий полимер моддасидан иборат бўлиб, у қуёш энергияси таъсирида, поликонденсацияланиш механизми асосида, қанд моддасидан ғўза танаси (кўсаги)да ҳосил бўлади. Табиатда ғўза турлари, шу билан бирга, олимлар яратган пахта навлари жуда кўп. Бироқ пахта толаси, унинг таркиб-тузилмаси, хусусан, морфологик тузилмалари, ўрта ҳисобда бир хил кўринишга эга. Буни ёруғлик микроскоплари билан ўтказилган тадқиқотлар яққол кўрсатган. Айрим структуравий фарқ электрон микроскопияси билан аниқланиши мумкин. Таъкидалш керакки, пахта толасининг морфологик тузилишларини тадқиқ этиш ХХ-асрнинг бошларидан то шу кунгача давом этиб келмоқда. Олдин кўрсатиб ўтилганидек электрон микроскоплари кашф этилиши билан, ХХ-асрнинг 50-70 йилларида айниқса бундай тадқиқотлар интенсив амалга оширилиб, натижада, целлюлозанинг табиий фибриллогенези бўйича аниқ ашъёвий илмий даллиларга эга бўлинади. Қуйида пахтанинг Ўзбекистонда етиштириладиган узун толали 108-Ф навига оид микроскопик ва электронмикроскопик тадқиқот натижаларини баён қиламиз. Ўз ўрнида ўрсатиб ўтиш керакки, тадқиқотлар учун махсус, ўза гуллашидан 10 кун ўтгандан бошлаб, то тўла етилгунча, хан 5 кунда (бутун вегетация даврида) тола намуналари олиниб, уларга маълум ишловлар берилгач, ёруғлик бинокуляр микроскопи (МБИ-6) ва электрон микроскоплари УЭТВ-100 ва «ТЭСЛА»лар билан ҳар томонлама ўрганилган.
Ёруғлик микроскопида ўтказилган тадқиқотлар нафақат пахта толасининг «ўсиш ҳалқалари», шунингдек спиралли кўриниш вегетация даврида қандай ўзгариши тола эни ва бошқа кўрсаткичлари шаклланиши билан боғлиқ маълумотларни олиш имконини беради. Масалан, ғўза гулидан то кўсак тўла очилгунга қадар пахта толасининг эни ва бурама ярим узунлиги, ўсиш ҳалқалари билан бига доим ўзгаришда бўлади. Хусусан толи эни ва ярим спиралли эни қийматлари, гуллашдан кейинги 30 кунда максимум, яъни 22,6 ва 195 мкм га тенг бўлиши аниқланган. Шундан кейин бу қийматлар маълум даражада камайиши ҳам мумкин.
Текширилган 108-Ф пахта нави учун толанинг тўла шаклланиб пишиб етиши, ўза гуллашидан кейинги 60 кунга тўғри келади. Бу пайтда микроскопик кузатишлар кўрсатишича, тола эни 19 мкм, унинг ярим спирали узунлиги эса 162 мкм гача ўзгариб, кейин бу қийматлар ўрта ҳисобда сақланиб қолар экан. Гуллашдан кейинги 10 кундан бошлаб целлюлозанинг интенсив фотосинтези, толада ўсиш ҳалқаларининг пайдо бўлиши бошланиши ҳам айнан ёруғлик микроскопи билан олиб борилган тадқиқотлар орқали аниқланган. Жумладан, пахта толасининг 20 кунлигида 10 та кўндаланг «ўсиш ҳалқаси», 25 кунликда -15, 20-30 ва ҳакозо топилган ҳам.
Кейинги микроскопик кузатишлар шундан далолат берадики, 50 кунлик пахта толаларида 40 та ҳалқа ўрнига 37 та аниқланган ва бундан янги ҳалқалар ҳосил бўлиши кузатилмаган. Натижада, шундай хулоса чиқариш мумкин ҳам, яъни пахта толасининг шаклланиши аниқроғи ҳалқасимон морфологик тузилишининг тугаш даври ғўза гуллагандан кейинги 45-50 кунларга тўғри келади. Эҳтимол, айнан шу кунларда целлюлоза табиий полимернинг синтез жараёни ҳам тугаса керак.
Қуйида электрон микроскопия усул билан пахта толаси бутун вегетация давомида ўрганиш натижалари бўйича қисқа маълумотлар келтирамиз. Толалар ички тузилмаларини аниқлаш мақсадида комплекс усулларниқўллаб электрон микроскопда кўриш учун, препаратлар тайёрланган, жумладан диспергациялаш (майдалаш, фрагментлаш), репликалаш (тузилма тасвирини бошқа юзага кўчириш,) кўндаланг ва тола узунаси бўйича юпқа қирқимлар олиш, кислотали гидролиз ва бошқаларни кўрсатиб ўтиш мумкин. Албатта, мазкур препаратив усулларини амалга оширганда ультратовуш дезинтегратори, ультрамикротом ва бошқа техник воситалардан кенг фойдаланишини ҳам таъкидлаш зарур.
Электрон микроскопик тадқиқотлар натижасида шу нарса аниқланганки, пахта толасининг каватсимон тузилиши-«усиш халкалари» узун, ипсимон шаклидаги, «микрофибриллар» ва шунга ухшаш номдаги структуравий унсурлардан ташкил топар экан. Ҳар бир халка, уз навбатида, анча юпка бир неча халкачалардан иборат булиб, халкачаларни эса фибрилляр тузилмалар, бир-бири билан тартибли жипслашган, ҳосил килар экин.
Дархакикат, гуза гуллашида 10-15 кун утгач, тола ва унинг таркиб-тузилмаси интенсив равишда шакллана бошлар экан. Бу дегани – целлюлоза (табиий полимер) макромолекулалари, улар асосида, фибрилляр тузилма ва бутун морфологик унсурлар тола ичида вужудга кела бошлайди демакдир. Маълум булишича, зич фибрилляр тузилма айнан 35-кунлик пахта толасида кузатилади. Электрон микроскопик тадқиқотлар билан яна ана шу нарса аникланганки, целлюлозанинг каватсимон морфологик тузилмаси тола кундаланг кесимининг жуда катта кисмини эгаллаб, асосан толанинг иккиламчи деворини ташкил этар экан. Ундан кейин, учламчи девор ва ниҳоят марказий канал «(бўшлик) жойлашган бўлади». Пахта толасининг ташқи сирти-бирламчи девор ҳисобланади. Шуни алоҳида таъкидлаш жоизки, пахта толасини бирламчи ва учламчи деворчалари анча юпқа (мкм атрофида) бўлиб, бироқ ўзига хос фибрилляр тузилишига эгадир.
Ёруғлик ва электрон микроскопия усуллари билан ўтказилган турли хил кузатувлар натижасига кўра қуйдагича илмий мулохаза юритиш мумкин׃
Пахта толаси ичида, целюлозанинг табий фотосинтези ва унинг занжирсимон макромолекулалари ҳосил бўлиши билан бирга, бир вақтнинг ўзида, фибрилляр тузилмалар ҳамда улар асосида тола ички қаватлари («ўсиш ҳалқалари») ҳам пайдо бўлади. Юқорида таъкидлагандек, ҳар бир кеча кундузда битта ҳалқа ҳосил бўлади ва бу жараён гуллашдан кейинги 45-50 кунгача давом этади. Бунда толанинг ташқи кўриниши ҳам шаклланишида давом этади ва тўла етилиб пишган пахта толасида жами 37 та ўсиш ҳалқаси мавжудлиги аниқланган (тез пишар) бошқа навлар ва Миср пахта толаси ҳалқалар сонига нисбатан анча кўп.
46-расмда пахта толаси кўндаланг ва тўла узунаси кесмалари ва тола иккиламчи девор таркибидаги «ўсиш ҳалқалари» схемаси кўрсатилган. Даврқақиқат, пахта толасининг асосий қисмини ҳалқасимон (қават-қават) тузилишидаги иккиламчи девор ташкил қилар экан.

46-расм. Пахта толасининг кўндаланг (А) ва узунасига (Б) олинган кесма (қирқим)лари ёруғлик микрофотографияси: бир тола бирламчи девори, 2 иккиламчи девор қатлам (қават)ли тузилмалари, 3 учламчи девор ва марказий бўшлиқ («канал»).

Шуниҳам таъкидлаш жоизки, толанинг қатламли морфологик тузилмасини вужудга келтиришда асосий – энг бошланғич элемент микрофибрила ҳисобланади. Электрон микроскопик тадқиқотлар натижаларига кўра у ингичка ипсимон шаклда, ички нозик тузилиши бўйича бир жинсли (бир хил) эмас. Унда аморф ва кристалл фазалар маълум кетма-кетликда такрорланиб туради. Пахта целлюлозасини кислотали гидролизлаб, электрон микроскопида кўрилганда, айнан анизодиаметрик (300 дан 1200 А) кристаллар яъни микрофибриалларнинг юқори тартибли қисмлари яққол кўзга ташланади. 47-расмда микрофибрилларнинг умумий кўриниши, ички нозик тузилмаси ва кристаллитлар схематик ифодаланган.





47-расм. Пахта целлюлозасининг морфологик тузилмалари: (А) микрофибрилаларининг умумий кўриниши; (Б). Микрофибриллар ичкитузилмаси (аморф ва кристалл участкаларидан иборат); (В) гидролизланган целлюлоза кристаллитлари
Ниҳоят, хулоса қилиб таъкидлаш мумкинки, электромикроскопия усуллари туфайли табиий полимер моддаси – целлюозанинг табиий шароитда фибриллогенези бўйича бевосита ашёвий далиллар олинган. Хусусан, пахта толасининг турли хил морфологик тузилмалари аниқланган. Бу каби маълумотлар целлюлозани кимёвий модификациялаш ёки унинг турли хил ҳосилаларини қайта ишлаш учун жуда ҳам асқотади.