Сфотографировать сложное внутреннее устройство живой клетки или микроба можно с помощью ультрафиолетового микроскопа — наиболее мощного традиционного оптического инструмента в инструментарии биолога.
Такой микроскоп может увеличить наблюдаемый объект более чем в 6000 раз, а ультрафиолетовые лучи обеспечивают более резкое его изображение — это позволяет получить большую детализацию микрофотографий. Прибор обладает разрешающей способностью в 130–140 нм, то есть, такое расстояние между двумя линиями позволяет воспринимать их как отдельные. Это — предел теоретического разрешения светового микроскопа. УФ-микроскоп используют, например, для изучения строения различных сплавов и эмульсий, ультрафиолетовая микроскопия оказывает большую помощь в проведении онкологических исследований.
До изобретения ультрафиолетового микроскопа биологам давно было известно, что внутри живой клетки находится не только аморфное желеобразное вещество — протоплазма, но и различные тонкие структуры. Они хотели понять, для чего предназначены эти образования, как они устроены и как работают.
Эти внутриклеточные структуры можно рассмотреть и в обычный микроскоп, особенно если изучаемые ткани зафиксированы, разрезаны на тончайшие слои и окрашены. Но у таких методов исследования клеток есть принципиальный недостаток, изучаемый при этом объект — мёртв. Какие-то особенности внутреннего строения или артефакты могли возникнуть в процессе фиксации и окрашивания, и отсутствовать в живой клетке.
Но под ультрафиолетовым микроскопом можно изучить и сфотографировать живую клетку, не повреждая её внутренние механизмы. Можно сделать микроскопические фотографии в виде «срезов» разделённых расстоянием менее 150–200 нм, не вскрывая самих клеток. Для этого ультрафиолетовые лучи фокусируются на необходимом уровне внутри клетки, и с полученного изображения делается снимок. Части клетки над и под «срезом» будто исчезают, словно не находящийся в фокусе фон на обычной фотографии. Тот факт, что ультрафиолетовые лучи имеет намного меньшую длину волны, чем обычный свет, позволяет увеличить разрешающую способность микроскопа, то есть, различать внутри клетки намного меньшие детали, чем можно увидеть в видимом свете.
Естественно, что использования ультрафиолета заставляет применять для изучения клетки фотоаппарат, а не прямо наблюдать её глазом. Даже фокусировать пучок ультрафиолета приходится по заранее сделанным расчётам, выставляя лимбы и винты микроскопа по таблицам. Линзы объектива УФ-микроскопа изготовлены из кварца или оптического флюорита (плавикового шпата), прозрачных для ультрафиолета. Подсветка осуществляется специальной дуговой или ртутной лампой.