Конфокальний мікроскоп використовує спеціальний метод оптичного картування, щоб збільшити оптичну роздільну здатність та контрастність реєструючого приладу. Цей метод застосовує точкове освітлення та діафрагму з мініатюрним отвором, встановлену перед детектором, щоб прибрати розсіяне позафокусне світло. Конфокальний мікроскоп дозволяє реконструювати на основі отриманих зображень тривимірну структуру досліджуваного зразка. Цей метод здобув широку популярність в наукових та індустріальних колах й застосовується для перевірки напівпровідників, матеріалознавстві, біології та спінтроніці (зокрема для вивчення властивостей ).
Основний принцип
Принцип конфокального картування був запатентований у 1957 році Марвіном Мінскі й дизайнований обійти обмеження щодо роздільної здатності, котрі мають місце у звичайних ширококутних флюоресцентних мікроскопах. У звичайному (наприклад ширококутному) флюоресцентному мікроскопі весь зразок рівномірно освітлюється джерелом світла. Всі точки опроміненої поверхні зразка збуджуються одночасно й, відповідно, продукована Флюоресценція, світло якої реєструється фотоприймачем чи камерою мікроскопа, включає в себе також значний сигнал від точок поверхні зразка, що перебувають поза . На відміну від звичайного мікроскопу, конфокальний мікроскоп використовує точкове джерело світла, яке освітлює на певний момент часу лише малу ділянку поверхні зразка, та розташовану перед приймачем діафрагму з мініатюрним отвором, яка блокує розсіяне в мікроскопі світло та сигнал від точок зразка, що розташовані поза фокусною площиною. Цей принцип блокування світла від точок, розташованих поза фокусною площиною, ще називають конфокальним, що відображено у назві мікроскопу. Оскільки лише флюорисцентне світло продуковане у фокальній площині (або дуже близько від неї) може бути зареєстрованим фотоприймачем мікроскопу, то оптична роздільна здатність отриманого зображення буде більшою, ніж у звичайних ширококутних мікроскопів. Проте, завдяки блокуванню значної частини світла, інтенсивність зареєстрованого сигналу буде значно меншою й, відповідно, конфокальний мікроскоп здебільшого потребує більш довгу (експозицію) зразка за одне вимірювання.
Оскільки лише невелика ділянка зразка освітлюється точковим джерелом в певний момент часу, то для отримання двохвимірного чи трьохвимірного зображення необхідно провести растрове сканування зразка (наприклад сканування окремими квадратними ділянками, або сканування паралельними смугами). Товщина фокальної площини загалом залежить від розміру отвору в діафрагмі й від довжини хвилі опромінюючого світла, поділеного на лінзи об'єктива, а також від оптичних властивостей самого зразка. Можливість застосування тонкого робить цей тип мікроскопів дуже зручними для тривимірного картування зразка та для реконструювання його профілю поверхні.
Типи
На сьогодні три типи конфокальних мікроскопів виробляються промислово:
Зображення
- 3D-реконструкція конфокального зображення нейральних клітин.
- Конфокальна мікрофотографія GFP-позитивних нейральних клітин нюхової цибулини щура.
- Конфокальна мікрофотографія олігодендроцитів, пофарбованих антитілами Rip (зелений колір), у головному мозку дорослих мишей. Ядра клітин пофарбовані Hoechst-33342 (синій колір)
- Конфокальна мікрофотографія мітотичних мікротрубочок зелений сигнал від анти-тубуліну, кон’югованого з барвником та ядра блакитний сигнал від ядра у клітинах меристеми головних коренів чотириденних проростків Arabidopsis thaliana (Col-0) Зображення отримано за допомогою лазерного скануючого конфокального мікроскопа Zeiss 710 (Carl Zeiss, Germany). Масштаб мікрофотографії: 5 мкм.
- in (a ciliated protozoan).
- Partial surface profile of a 1-Euro coin, measured with a Nipkow Disk Confocal Microscope.
- Reflection data for 1-Euro coin.
- Cross section at y=200 through profile of 1-Euro coin.
Література
- Pawley JB (editor) (2006). Handbook of Biological Confocal Microscopy (вид. 3rd ed.). Berlin: Springer. ISBN .
- Патент подано у 1957 та видано у 1961. US 3013467
Посилання
Вікісховище має мультимедійні дані за темою: Конфокальний мікроскоп |
- Molecular Expressions: [ 11 січня 2022 у Wayback Machine.] Laser Scanning Confocal Microscopy [ 1 вересня 2010 у Wayback Machine.]
- Nikon's MicroscopyU [ 5 серпня 2010 у Wayback Machine.]. Comprehensive introduction to confocal microscopy.
- Emory’s Physics Department [ 11 вересня 2010 у Wayback Machine.]. Introduction to confocal microscopy and fluorescence.
- The Science Creative Quarterly's overview of confocal microscopy [ 21 листопада 2007 у Wayback Machine.] - high res images also available.
- Programmable Array Microscope[недоступне посилання з квітня 2019] - Confocal Microscope Capabilities.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Konfokalnij mikroskop vikoristovuye specialnij metod optichnogo kartuvannya shob zbilshiti optichnu rozdilnu zdatnist ta kontrastnist reyestruyuchogo priladu Cej metod zastosovuye tochkove osvitlennya ta diafragmu z miniatyurnim otvorom vstanovlenu pered detektorom shob pribrati rozsiyane pozafokusne svitlo Konfokalnij mikroskop dozvolyaye rekonstruyuvati na osnovi otrimanih zobrazhen trivimirnu strukturu doslidzhuvanogo zrazka Cej metod zdobuv shiroku populyarnist v naukovih ta industrialnih kolah j zastosovuyetsya dlya perevirki napivprovidnikiv materialoznavstvi biologiyi ta spintronici zokrema dlya vivchennya vlastivostej Princip konfokalnogo mikroskopuOsnovnij principOptichna shema konfokalnogo mikroskopa zapatentovanogo Marvinom Minski u 1957r Princip konfokalnogo kartuvannya buv zapatentovanij u 1957 roci Marvinom Minski j dizajnovanij obijti obmezhennya shodo rozdilnoyi zdatnosti kotri mayut misce u zvichajnih shirokokutnih flyuorescentnih mikroskopah U zvichajnomu napriklad shirokokutnomu flyuorescentnomu mikroskopi ves zrazok rivnomirno osvitlyuyetsya dzherelom svitla Vsi tochki oprominenoyi poverhni zrazka zbudzhuyutsya odnochasno j vidpovidno produkovana Flyuorescenciya svitlo yakoyi reyestruyetsya fotoprijmachem chi kameroyu mikroskopa vklyuchaye v sebe takozh znachnij signal vid tochok poverhni zrazka sho perebuvayut poza Na vidminu vid zvichajnogo mikroskopu konfokalnij mikroskop vikoristovuye tochkove dzherelo svitla yake osvitlyuye na pevnij moment chasu lishe malu dilyanku poverhni zrazka ta roztashovanu pered prijmachem diafragmu z miniatyurnim otvorom yaka blokuye rozsiyane v mikroskopi svitlo ta signal vid tochok zrazka sho roztashovani poza fokusnoyu ploshinoyu Cej princip blokuvannya svitla vid tochok roztashovanih poza fokusnoyu ploshinoyu she nazivayut konfokalnim sho vidobrazheno u nazvi mikroskopu Oskilki lishe flyuoriscentne svitlo produkovane u fokalnij ploshini abo duzhe blizko vid neyi mozhe buti zareyestrovanim fotoprijmachem mikroskopu to optichna rozdilna zdatnist otrimanogo zobrazhennya bude bilshoyu nizh u zvichajnih shirokokutnih mikroskopiv Prote zavdyaki blokuvannyu znachnoyi chastini svitla intensivnist zareyestrovanogo signalu bude znachno menshoyu j vidpovidno konfokalnij mikroskop zdebilshogo potrebuye bilsh dovgu ekspoziciyu zrazka za odne vimiryuvannya Oskilki lishe nevelika dilyanka zrazka osvitlyuyetsya tochkovim dzherelom v pevnij moment chasu to dlya otrimannya dvohvimirnogo chi trohvimirnogo zobrazhennya neobhidno provesti rastrove skanuvannya zrazka napriklad skanuvannya okremimi kvadratnimi dilyankami abo skanuvannya paralelnimi smugami Tovshina fokalnoyi ploshini zagalom zalezhit vid rozmiru otvoru v diafragmi j vid dovzhini hvili oprominyuyuchogo svitla podilenogo na linzi ob yektiva a takozh vid optichnih vlastivostej samogo zrazka Mozhlivist zastosuvannya tonkogo robit cej tip mikroskopiv duzhe zruchnimi dlya trivimirnogo kartuvannya zrazka ta dlya rekonstruyuvannya jogo profilyu poverhni TipiNa sogodni tri tipi konfokalnih mikroskopiv viroblyayutsya promislovo Konfokalnij mikroskop z diskom sho obertayetsya Programovana gratka mikroskopiv angl Programmable Array Microscopes PAM Zobrazhennya3D rekonstrukciya konfokalnogo zobrazhennya nejralnih klitin Konfokalna mikrofotografiya GFP pozitivnih nejralnih klitin nyuhovoyi cibulini shura Konfokalna mikrofotografiya oligodendrocitiv pofarbovanih antitilami Rip zelenij kolir u golovnomu mozku doroslih mishej Yadra klitin pofarbovani Hoechst 33342 sinij kolir Konfokalna mikrofotografiya mitotichnih mikrotrubochok zelenij signal vid anti tubulinu kon yugovanogo z barvnikom ta yadra blakitnij signal vid yadra u klitinah meristemi golovnih koreniv chotiridennih prorostkiv Arabidopsis thaliana Col 0 Zobrazhennya otrimano za dopomogoyu lazernogo skanuyuchogo konfokalnogo mikroskopa Zeiss 710 Carl Zeiss Germany Masshtab mikrofotografiyi 5 mkm in a ciliated protozoan Partial surface profile of a 1 Euro coin measured with a Nipkow Disk Confocal Microscope Reflection data for 1 Euro coin Cross section at y 200 through profile of 1 Euro coin LiteraturaPawley JB editor 2006 Handbook of Biological Confocal Microscopy vid 3rd ed Berlin Springer ISBN 038725921X Patent podano u 1957 ta vidano u 1961 US 3013467 PosilannyaVikishovishe maye multimedijni dani za temoyu Konfokalnij mikroskop Molecular Expressions 11 sichnya 2022 u Wayback Machine Laser Scanning Confocal Microscopy 1 veresnya 2010 u Wayback Machine Nikon s MicroscopyU 5 serpnya 2010 u Wayback Machine Comprehensive introduction to confocal microscopy Emory s Physics Department 11 veresnya 2010 u Wayback Machine Introduction to confocal microscopy and fluorescence The Science Creative Quarterly s overview of confocal microscopy 21 listopada 2007 u Wayback Machine high res images also available Programmable Array Microscope nedostupne posilannya z kvitnya 2019 Confocal Microscope Capabilities