Мікроскопічні методи дослідження - способи вивчення різних об'єктів за допомогою мікроскопа. У біології та медицині ці методи дозволяють вивчати будову мікроскопічних об'єктів, розміри яких лежать за межами роздільної здатності ока людини. Основу М.м.і. становить світлова та електронна мікроскопія. У практичній і науковій діяльності лікарі різних спеціальностей - вірусологи, мікробіологи, цитологи, морфологи, гематологи і ін. Крім звичайної світлової мікроскопії використовують фазово-контрастну, интерференционную, люмінесцентну, поляризаційну, стереоскопічну, ультрафіолетову, інфрачервону мікроскопію. В основі цих методів лежать різні властивості світла. При електронній мікроскопії зображення об'єктів дослідження виникає за рахунок спрямованого потоку електронів. Для світлової мікроскопії і заснованих на ній інших М.м.і. визначальне значення крім роздільної здатності мікроскопа має характер і спрямованість світлового променя, а також особливості досліджуваного об'єкта, який може бути прозорим і непрозорим.
Залежно від властивостей об'єкта змінюються фізичні властивості світла - його колір і яскравість, пов'язані з довжиною і амплітудою хвилі, фаза, площину і напрям поширення хвилі. На використанні цих властивостей світла і будуються різні М.м.і. Для світлової мікроскопії біологічні об'єкти зазвичай забарвлюють з метою виявлення тих чи інших їх властивостей. При цьому тканини повинні бути фіксовані, тому що забарвлення виявляє певні структури тільки убитих клітин. У живій клітині барвник відокремлюється в цитоплазмі у вигляді вакуолі і не фарбує її структури. Однак в світловому мікроскопі можна вивчати і живі біологічні об'єкти за допомогою методу вітальної мікроскопії. У цьому випадку застосовують темнопольний конденсор, який вбудовують в мікроскоп. Для дослідження живих і нефарбованих біологічних об'єктів використовують також фазово-контрастну мікроскопію. Вона заснована на дифракції променя світла в залежності від особливостей об'єкта випромінювання. При цьому змінюється довжина і фаза світлової хвилі. Об'єктив спеціального фазово-контрастного мікроскопа містить напівпрозору фазову пластинку. Живі мікроскопічні об'єкти або фіксовані, але не пофарбовані мікроорганізми і клітини через їх прозорості практично не змінюють амплітуду і колір проходить через них світлового променя. викликаючи лише зрушення фази його хвилі.
Однак, пройшовши через досліджуваний об'єкт, промені світла відхиляються від напівпрозорої фазової пластинки. В результаті між променями, що пройшли через об'єкт, і променями світлового фону виникає різниця довжини хвилі. Якщо ця різниця становить не менше 1/4 довжини хвилі, то з'являється зоровий ефект, при якому темний об'єкт виразно видно на світлому тлі або навпаки в залежності від особливостей фазової пластинки. Різновидом фазово-контрастної мікроскопії є амплітудно-контрастна, або аноптрального, мікроскопія, при якій застосовують об'єктив зі спеціальними пластинками, що змінюють тільки яскравість і колір фонового світла. В результаті розширюються можливості дослідження живих нефарбованих об'єктів. Фазовоконтрастна мікроскопія знаходить застосування в мікробіології та паразитології при дослідженні мікроорганізмів, найпростіших, клітин рослин і тварин; в гематології для підрахунку і визначення диференціювання клітин кісткового мозку і крові; а також при вивченні клітин культури тканин і т.п. Інтерференційна мікроскопія вирішує ті ж завдання, що і фазово-контрастна.
Поляризація змінюється при проходженні (або відображенні) променів світла через різні структурні компоненти клітин і тканин, властивості яких неоднорідні. У так званих ізотропних структурах швидкість поширення поляризованого світла не залежить від площини поляризації, в анізотропних структурах швидкість його поширення змінюється в залежності від напрямку світла по поздовжній або поперечній осі об'єкта. Якщо показник заломлення світла вздовж структури більше, ніж в поперечному напрямку, виникає позитивне подвійне променезаломлення, при зворотних взаєминах - негативне подвійне променезаломлення. Багато біологічні об'єкти мають строгу молекулярну орієнтацію, є анізотропними та дають позитивне подвійне заломленням світла. Такими властивостями володіють міофібрили, вії миготливого епітелію, нейрофібрили, колагенові волокна і ін. Зіставлення характеру заломлення променів поляризованого світла і величини анізотропії об'єкту дозволяє судити про молекулярної організації його структури. Поляризаційна мікроскопія є одним з гістологічних методів дослідження, способом мікробіологічної діагностики, знаходить застосування в цитологічних дослідженнях і ін. При цьому в поляризованому світлі можна досліджувати як пофарбовані, так і нефарбовані і нефіксовані, так звані нативні препарати зрізів тканин.
Широке поширення має люмінесцентна мікроскопія. Вона заснована на властивості деяких речовин давати світіння - люмінесценцію в УФ-променях або в синьо-фіолетової частини спектра. Багато біологічні речовини, такі як прості білки, коферменти, деякі вітаміни і лікарські засоби, володіють власною (первинної) люмінесценцією. Інші речовини починають світитися тільки при додаванні до них спеціальних барвників - флюорохромів (вторинна люмінесценція). Флюорохромами можуть розподілятися в клітці дифузно або вибірково забарвлюють окремі клітинні структури або певні хімічні сполуки біологічного об'єкта. На цьому грунтується використання люмінесцентної мікроскопії при цитологічних і гістохімічних дослідженнях (див. Гистохимические методи дослідження). За допомогою імунофлюоресценції в люмінесцентному мікроскопі виявляють вірусні антигени і їх концентрацію в клітинах, ідентифікують віруси, визначають антигени і антитіла, гормони, різні продукти метаболізму і т.д. У зв'язку з цим люмінесцентну мікроскопію застосовують в лабораторній діагностиці таких інфекцій, як герпес, епідемічний паротит, вірусний гепатит, грип та ін. Використовують в експрес-діагностиці респіраторних вірусних інфекцій, досліджуючи відбитки зі слизової оболонки носа хворих, і при диференціальної діагностики різних інфекцій. У патоморфологии за допомогою люмінесцентної мікроскопії розпізнають злоякісні пухлини в гістологічних і цитологічних препаратах, визначають ділянки ішемії м'язи серця при ранніх термінах інфаркту міокарда, виявляють амілоїд в біоптатах тканин і т.д.
Ультрафіолетова мікроскопія заснована на здатності деяких речовин, що входять до складу живих клітин, мікроорганізмів або фіксованих, але не забарвлених, прозорих у видимому світлі тканин, поглинати УФ-випромінювання з певною довжиною хвиль (400-250 нм). Цією властивістю володіють високомолекулярні сполуки, такі як нуклеїнові кислоти, білки, ароматичні кислоти (тирозин, триптофан, метілаланіі), пуринові і пірамідіновие підстави і ін. За допомогою ультрафіолетової мікроскопії уточнюють локалізацію і кількість зазначених речовин, а в разі дослідження живих об'єктів - їх зміни в процесі життєдіяльності. Інфрачервона мікроскопія дозволяє досліджувати непрозорі для видимого світла і УФ-випромінювання об'єкти шляхом поглинання їх структурами світла з довжиною хвилі 750-1200 нм. Для інфрачервоної мікроскопії не потрібно попередньої хімічної обробки препаратів. Цей вид М.м.і. найбільш часто використовують в зоології, антропології, інших галузях біології. У медицині інфрачервону мікроскопію застосовують в основному в нейроморфологии і офтальмології. Для дослідження об'ємних об'єктів використовують стереоскопічну мікроскопію.
Конструкція стереоскопічних мікроскопів дозволяє бачити об'єкт дослідження правим і лівим оком під різними кутами. Досліджують непрозорі об'єкти при відносно невеликому збільшенні (до 120 разів). Стереоскопічна мікроскопія знаходить застосування в мікрохірургії, в патоморфології при спеціальному вивченні матеріалу біопсії, операційного та секційного матеріалу, в судово-медичних лабораторних дослідженнях. Для вивчення на субклітинному і макромолекулярному рівнях структури клітин, тканин мікроорганізмів і вірусів використовують електронну мікроскопію. Цей М.м.і. дозволив перейти на якісно новий рівень вивчення матерії. Він знайшов широке застосування в морфології, мікробіології, вірусології, біохімії, онкології, генетики, імунології, Різке підвищення роздільної здатності електронного мікроскопа забезпечується потоком електронів, що проходять в вакуумі через електромагнітні поля, створювані електромагнітними лінзами.
Електрони можуть проходити через структури досліджуваного об'єкта (трансмісійна електронна мікроскопія) або відбиватися від них (скануюча електронна мікроскопія), відхиляючись під різними кутами, в результаті чого виникає зображення на люмінесцентному екрані мікроскопа. При трансмісійної (просвічує) електронної мікроскопії отримують площинне зображення структур, при скануючої - об'ємне. Поєднання електронної мікроскопії з іншими методами, наприклад з радіоавтографія, гистохимическими, імунологічними методами дослідження, дозволяє проводити електронно-радіоавтографіческіе, електронно-гістохімічні, електронно-імунологічні дослідження. Електронна мікроскопія вимагає спеціальної підготовки об'єктів дослідження, зокрема хімічної або фізичної фіксації тканин і мікроорганізмів. Біопсійний матеріал і секційний матеріал після фіксації зневоднюють, заливають в епоксидні смоли, ріжуть скляними або алмазними ножами на спеціальних ультратомах, що дозволяють отримувати ультратонкі зрізи тканин товщиною 30-50 нм. Їх контрастують і потім вивчають в електронному мікроскопі. У сканирующем (растровому) електронному мікроскопі вивчають поверхню різних об'єктів, напиляя на них у вакуумній камері електронно-щільні речовини, і досліджують так звані репліки, що повторюють контури зразка. Див. Також Мікроскоп.