Aký je účel konfokálneho mikroskopu?
1. Po úsilí a vylepšeniach našich veľkých predchodcov dosiahol optický mikroskop bod dokonalosti. V skutočnosti nám obyčajné mikroskopy môžu poskytnúť krásne mikroskopické obrazy jednoducho a rýchlo. Stala sa však udalosť, ktorá priniesla do tohto takmer dokonalého mikroskopického sveta revolučnú inováciu, ktorou je vynález „laserového skenovacieho konfokálneho mikroskopu“. Charakteristickým rysom tohto nového typu mikroskopu je, že využíva optický systém, ktorý extrahuje obrazové informácie iba na povrchu, kde je sústredené ohnisko, a pri zmene ohniska obnovuje získané informácie v obrazovej pamäti, takže je možné získať kompletné 3D informácie. získané. Ostrý obraz inteligencie. Touto metódou je možné jednoducho získať informácie o tvare povrchu, ktoré nie je možné potvrdiť bežným mikroskopom. Navyše pre bežné optické mikroskopy sú „zvýšenie rozlíšenia“ a „prehĺbenie hĺbky ostrosti“ protichodnými podmienkami, najmä pri veľkých zväčšeniach je tento rozpor výraznejší, ale z hľadiska konfokálnych mikroskopov je tento problém ľahko vyriešený.
2. Výhody konfokálneho optického systému
Schematický diagram laserového konfokálneho mikroskopu
Konfokálny optický systém vykonáva bodové osvetlenie vzorky a odrazené svetlo je tiež prijímané bodovým receptorom. Keď je vzorka umiestnená v polohe zaostrenia, takmer všetko odrazené svetlo môže dosiahnuť fotoreceptor a keď je vzorka rozostrená, odrazené svetlo nemôže dosiahnuť fotoreceptor. To znamená, že v konfokálnom optickom systéme bude na výstupe len obraz, ktorý sa zhoduje s ohniskom, a budú tienené svetelné škvrny a zbytočné rozptýlené svetlo.
3. Prečo používať laser?
V konfokálnom optickom systéme je vzorka osvetlená v bode a odrazené svetlo je tiež prijímané bodovým fotoreceptorom. Preto je potrebný bodový zdroj svetla. Lasery sú veľmi bodové zdroje svetla. Vo väčšine prípadov sa laserové svetelné zdroje používajú ako svetelné zdroje pre konfokálne mikroskopy. Charakteristiky monochromatickosti, smerovosti a vynikajúceho tvaru lúča lasera sú tiež dôležitými dôvodmi pre jeho široké uplatnenie.
4. Je možné pozorovanie v reálnom čase založené na vysokorýchlostnom skenovaní
Pre laserové skenovanie sa v horizontálnom smere používa akusticky aktivovaná optická vychyľovacia jednotka (Acoustic Optical Deflector, AO prvok) a vo vertikálnom smere Servo Galvano-mirror. Keďže akusticko-optická vychyľovacia jednotka nemá žiadnu mechanickú vibračnú časť, môže vykonávať vysokorýchlostné skenovanie a je možné pozorovanie na obrazovke monitora v reálnom čase. Toto vysokorýchlostné snímanie je veľmi dôležitou položkou, ktorá priamo ovplyvňuje rýchlosť zaostrovania a získavania polohy.
5. Vzťah medzi polohou zaostrenia a jasom
V konfokálnom optickom systéme je jas vzorky maximálny, keď je vzorka správne umiestnená v ohniskovej polohe a jej jas sa pred ňou a za ňou prudko zníži (plná čiara na obrázku 4). Citlivá selektivita ohniskovej roviny je tiež princípom určenia smeru výšky konfokálneho mikroskopu a rozšírenia ohniskovej hĺbky. Naproti tomu bežné optické mikroskopy nemajú výrazné zmeny jasu pred a po polohe zaostrenia.
6. Vysoký kontrast, vysoké rozlíšenie
V bežných optických mikroskopoch sa vplyvom interferencie odrazeného svetla od ohniskovej časti prekrýva so zaostrovacou zobrazovacou časťou, čo má za následok zníženie kontrastu obrazu. Na druhej strane v konfokálnom optickom systéme je rozptýlené svetlo mimo ohniska a rozptýlené svetlo vo vnútri šošovky objektívu takmer úplne odstránené, takže je možné získať obraz s veľmi vysokým kontrastom. Navyše, pretože svetlo prechádza šošovkou objektívu dvakrát, bodový obraz sa zaostrí ako prvý, čo tiež zlepšuje rozlišovaciu schopnosť mikroskopu.
7. Funkcia optickej lokalizácie
V konfokálnom optickom systéme je odrazené svetlo iné ako bod, ktorý sa zhoduje s ohniskom, tienené mikropórom. Preto sa pri pozorovaní trojrozmernej vzorky vytvorí obraz, ako keby bola vzorka rozrezaná s ohniskovou rovinou (obrázok 5). Tento efekt je známy ako optická lokalizácia a je jednou zo špecialít konfokálnych optických systémov.
8. Funkcia zamerania mobilnej pamäte
Takzvané odrazené svetlo mimo ohniska je tienené mikropórmi. Na druhej strane možno uvažovať, že všetky body na obraze tvoreného konfokálnym optickým systémom sa zhodujú s ohniskom. Ak sa teda trojrozmerná vzorka pohybuje pozdĺž osi Z (optická os), obrazy sa hromadia a ukladajú do pamäte a nakoniec sa získa obraz tvorený celou vzorkou a ohniskom. Funkcia nekonečného prehlbovania hĺbky ostrosti týmto spôsobom sa nazýva funkcia mobilnej pamäte.
9. Funkcia merania tvaru povrchu
Pokiaľ ide o funkciu posunu zaostrenia, tvar povrchu vzorky možno merať bezkontaktným spôsobom pridaním obvodu na zaznamenávanie výšky povrchu. Na základe tejto funkcie je možné zaznamenať súradnice osi Z tvorené maximálnou hodnotou jasu v každom pixeli a na základe tejto informácie možno získať informácie súvisiace s tvarom povrchu vzorky.
10. Funkcia vysoko presného merania mikroveľkosti
Jednotka prijímajúca svetlo využíva 1-rozmerný zobrazovací snímač CCD, takže nie je ovplyvnená sklonom skenovania skenovacieho zariadenia, takže je možné dokončiť vysoko presné meranie. Navyše vďaka použitiu funkcie pamäte posunu zaostrenia s nastaviteľnou hĺbkou zaostrenia (prehĺbením) možno eliminovať chybu merania spôsobenú posunom zaostrenia.
11. Analýza trojrozmerného obrazu
Pomocou funkcie merania tvaru povrchu môžete jednoducho vytvoriť trojrozmerný obraz povrchu vzorky. Nielen to, ale tiež môže vykonávať rôzne analýzy, ako sú: meranie drsnosti povrchu, plocha, objem, plocha povrchu, kruhovitosť, polomer, maximálna dĺžka, obvod, ťažisko, tomografický obraz, FFT transformácia, meranie šírky čiary atď. .
Laserový konfokálny skenovací mikroskop je možné použiť nielen na pozorovanie morfológie buniek, ale aj na kvantitatívnu analýzu intracelulárnych biochemických zložiek, štatistiku optickej hustoty a meranie morfológie buniek.
