Для вивчення функціонування клітин застосовують найрізноманітніші методи.
Світлова мікроскопія
- У \(1590\) році був створений перший мікроскоп (братами Янсен).
- На початку \(XVII\) століття були створені перші мікроскопи, в яких збільшення зображення створювалося за рахунок використання системи лінз.
- У \(1665\) році англійський фізик і ботанік Роберт Гук застосував мікроскоп для дослідження живих організмів (він розглядав гілку бузини) і побачив клітини (насправді це були клітинні стінки, проте Гук ввів назву «клітина»).
- У \(1696\) році Антоні ван Левенгук у своїй книзі «Таємниці природи, відкриті за допомогою найдосконаліших мікроскопів» описав еритроцити, сперматозоїди, мікроорганізми (тому ван Левенгук і вважається основоположником біологічної мікроскопії).
Світловий мікроскоп був основною «зброєю» біологів у \(XVIII\) — \(XIX\) ст. У даний час вони теж широко застосовуються, проте за їх допомогою неможливо вивчати об'єкти, розмір яких є менше довжини світлової хвилі (\(400\) — \(800\) нм), оскільки світлова хвиля не може бути відображена дуже маленьким предметом (вона просто обігне його).
На початку \(30\)-х років \(XX\) століття був створений електронний мікроскоп, який дав біологам можливість побачити складові частини клітин розміром усього \(1\) нм. В електронному мікроскопі замість променя світла — пучок електронів, які здатні відбиватися від найдрібніших об'єктів.
Сучасні методи флуоресцентної і конфокальної мікроскопії дозволяють отримувати мікроскопічні зображення з максимальною роздільною здатністю.
На початку \(30\)-х років \(XX\) століття був створений електронний мікроскоп, який дав біологам можливість побачити складові частини клітин розміром усього \(1\) нм. В електронному мікроскопі замість променя світла — пучок електронів, які здатні відбиватися від найдрібніших об'єктів.
Сучасні методи флуоресцентної і конфокальної мікроскопії дозволяють отримувати мікроскопічні зображення з максимальною роздільною здатністю.
Скануючий електронний мікроскоп дає можливість отримувати об'ємні зображення предметів.
Суттєвим недоліком електронного мікроскопа є неможливість дослідження живих клітин (перед дослідженням за допомогою електронного мікроскопа клітини необхідно піддавати спеціальній обробці, у результаті якої вони гинуть). Тому, якщо необхідно досліджувати тривалі процеси, що відбуваються у живій клітині, використовують сповільнену кінозйомку через потужні світлові мікроскопи.
Якщо потрібно простежити за долею будь-якої хімічної сполуки у клітині, можна замінити один з атомів у його молекулі на радіоактивний ізотоп (найчастіше використовують ізотопи Фосфору (), Гідрогену () або Карбону ()). Тоді ця молекула буде мати радіоактивну мітку, за якою її можна виявити за допомогою спеціальних приладів або за її здатністю засвічувати фотоплівку.
Для виділення і вивчення окремих органоїдів клітини використовується метод ультрацентрифугування: клітини у пробірках обертають з дуже великою швидкістю в особливих приладах — центрифугах. Оскільки різні складові частини клітин мають різні масу, розміри і густину, вони під дією відцентрової сили осідають на дно пробірки з різними швидкостями. Таким методом виділяють мітохондрії, рибосоми та деякі інші органели клітини.
У розпорядженні вчених зараз є також цілий ряд хімічних і фізичних методів, що дозволяють проводити дослідження на молекулярному рівні, у зв'язку з чим активно розвивається наука — молекулярна біологія.
