В связи с малыми размерами большинства патогенных микроорганизмов (не более 30 мкм) изучение их морфологии возможно только с помощью специальных оптических приборов, получивших название микроскопов (от греч. «микрос» – малый и «скойпен» – рассматривать, наблюдать).

Современные микроскопы позволяют получать раздельное увеличенное изображение микроорганизмов и других объектов и структур, не доступных невооруженному человеческому глазу.

В настоящее время в практике микробиологических исследований используется несколько типов микроскопов (биологический, люминесцентный, исследовательский, электронный) и специальных методов микроскопии (темнопольный, фазовоконтрастный).

Окрашенные тела микроорганизмов резко отличаются от общего фона препарата, что позволяет установить морфологические особенности микроорганизмов (форму, размеры, наличие спор, жгутиков, капсул) и степень чистоты выделяемой культуры.

Приготовление окрашенного препарата включает в себя несколько последовательных операций: подготовки мазка, высушивания, фиксации, окраски. Вначале обезжиривают предметное стекло и наносят на него каплю изучаемой взвеси микроорганизма. Если мазок получают из бактерий, выросших на плотной питательной среде, то предварительно на стекло наносят каплю физиологического раствора, в которой эмульгируют материал (рис. 23, см. цв. вклейку).

После высушивания мазка на воздухе необходима фиксация. Для этого стекло помещают в сосуд с этанолом или ацетоном (химический способ фиксации) или трижды проводят в пламени спиртовки (физический способ фиксации). Этим достигаются сразу две цели – микроорганизмы погибают и плотно фиксируются на поверхности стекла.

Существуют простые и сложные методы окраски. При простых методах можно использовать только одну краску – водный фуксин (1 – 2 мин) или метиленовый синий (3 – 5 мин). По окончании окрашивания препарат промывают струей воды до тех пор, пока стекающая вода не станет бесцветной, и сушат его на воздухе при комнатной температуре, или осторожно промокая фильтровальной бумагой.

Сложные методы окраски предусматривают последовательное использование нескольких красителей различного химического состава, что позволяет выявить определенные структуры бактериальной клетки.

В живом состоянии микроорганизмы исследуют с целью выявления их формы, подвижности или определения прижизненной внутренней структуры. Изучают нативные и окрашенные препараты, используя методы «раздавленной» или «висячей» капли.

В центре влажного препарата быстро возникает недостаточность кислорода. В сущности именно это помогло Пастеру открыть анаэробный обмен: наблюдая за препаратом, он заметил, что анаэробы сохраняли подвижность только в центре, но не по краям. Подвижные микроорганизмы иногда могут адсорбироваться на стекле; в таких случаях подвижность легче наблюдать в «висячей» капле.

При изучении подвижности микроорганизмов необходимо отличать истинную подвижность от броуновского движения, которое является следствием ударов о бактерии движущихся в растворе молекул и выявляется в виде колебаний. Многие подвижные микроорганизмы движутся очень быстро, что затрудняет наблюдение. Добавляя к суспензии микроорганизмов метилцеллюлозу, можно уменьшить скорость их движения и создать условия, при которых движение жгутиков становится видимым.

В природе микроорганизмы существуют в смешанной популяции. Для изучения свойств микроорганизмов, определения их систематического положения необходимо прежде всего изолировать отдельные виды микробов и вырастить их в виде так называемых «чистых культур», а затем идентифицировать, т. е. установить их соответствие видам, описанным в специальных определителях (схема).