Miért van szüksége konfokális mikroszkópra?
1. Nagy elődeink erőfeszítései és fejlesztései után az optikai mikroszkóp elérte a tökéletesedést. Valójában a közönséges mikroszkópokkal egyszerűen és gyorsan gyönyörű mikroszkópos képeket készíthetünk. Történt azonban egy esemény, amely forradalmi újítást hozott ebbe a majdnem tökéletes mikroszkópvilágba, amely a "lézer pásztázó konfokális mikroszkóp" találmánya. Ennek az új típusú mikroszkópnak az a jellemzője, hogy olyan optikai rendszert alkalmaz, amely csak azon a felületen nyeri ki a képinformációkat, ahol a fókusz koncentrálódik, és a kapott információt a fókusz megváltoztatása közben visszaállítja a képmemóriában, így teljes 3D-s információ érhető el. kapott. Az intelligencia éles képe. Ezzel a módszerrel könnyen lehet olyan információt szerezni a felület alakjáról, amely normál mikroszkóppal nem igazolható. Ráadásul a közönséges optikai mikroszkópoknál a "növekvő felbontás" és a "mélyebb fókuszmélység" egymásnak ellentmondó feltételek, főleg nagy nagyításnál ez az ellentmondás szembetűnőbb, de a konfokális mikroszkópok tekintetében ez a probléma könnyen megoldható.
2. A konfokális optikai rendszer előnyei
A konfokális optikai rendszer pontszerű megvilágítást végez a mintán, és a visszavert fényt is a pontreceptor fogadja. Ha a mintát fókuszhelyzetbe helyezzük, szinte az összes visszavert fény elérheti a fotoreceptort, ha pedig a minta életlen, a visszavert fény nem éri el a fotoreceptort. Vagyis a konfokális optikai rendszerben csak a fókuszponttal egybeeső kép kerül kibocsátásra, a fényfoltok és a haszontalan szórt fény árnyékolásra kerül.
3. Miért használjunk lézert?
A konfokális optikai rendszerben a mintát egy ponton megvilágítják, és a visszavert fényt egy pontszerű fotoreceptor is fogadja. Ezért pontszerű fényforrásra van szükség. A lézerek nagyon pontszerű fényforrások. A legtöbb esetben lézeres fényforrásokat használnak a konfokális mikroszkópok fényforrásaként. Ezen túlmenően a lézer monokromatikussága, irányultsága és kiváló sugárformája szintén fontos okai annak széles körű elterjedésének.
4. Lehetővé válik a nagysebességű szkennelésen alapuló valós idejű megfigyelés
A lézeres letapogatáshoz a vízszintes irány az akusztikus optikai deflektort (AO elem), a függőleges irány pedig a szervo elektronikusan vezérelt nyaláb letapogató tükröt (Servo Galvano-tükör) alkalmazza. Mivel az akusztikus-optikai eltérítő egységnek nincs mechanikus vibrációs alkatrésze, nagy sebességű letapogatást végezhet, és a monitor képernyőjén valós idejű megfigyelés lehetséges. Ez a nagysebességű képalkotás nagyon fontos elem, amely közvetlenül befolyásolja a fókuszálás és a pozíciókeresés sebességét.
5. A fókusz helyzete és a fényerő kapcsolata
A konfokális optikai rendszerben a minta fényereje akkor a maximum, ha a mintát helyesen helyezzük fókuszhelyzetbe, és a fényereje élesen csökken előtte és utána (a folytonos vonal a 4. ábrán). A fókuszsík érzékeny szelektivitása a konfokális mikroszkóp magasságirány-meghatározásának és a fókuszmélység-tágításnak is az elve. Ezzel szemben a hagyományos optikai mikroszkópok nem mutatnak nyilvánvaló fényerő-változásokat a fókuszpozíció előtt és után
6. Nagy kontraszt, nagy felbontás
A hagyományos optikai mikroszkópokban a fókuszrészről visszavert fény interferenciája miatt átfedésben van a fókuszos képalkotó résszel, ami a kép kontrasztjának csökkenését eredményezi. Ezzel szemben a konfokális optikai rendszerben a fókuszponton kívüli szórt fényt és az objektívlencsén belüli szórt fényt szinte teljesen eltávolítják, így nagyon nagy kontrasztú képet kaphatunk. Ráadásul mivel a fény kétszer halad át az objektívlencsén, először a pontkép élesedik, ami szintén javítja a mikroszkóp felbontóképességét.
7. Optikai lokalizációs funkció
A konfokális optikai rendszerben a fókuszponttal egybeeső ponttól eltérő visszavert fényt a mikropórus árnyékolja. Ezért egy háromdimenziós minta megfigyelésekor olyan kép keletkezik, mintha a mintát a fókuszsíkkal szeletelnénk. Ezt a hatást optikai lokalizációnak nevezik, és a konfokális optikai rendszerek egyik különlegessége.
8. Fókusz mobil memória funkció
A fókuszponton kívüli, úgynevezett visszavert fényt a mikropórusok árnyékolják. Másrészt úgy tekinthetjük, hogy a konfokális optikai rendszer által alkotott képen minden pont egybeesik a fókuszponttal. Ezért ha a háromdimenziós mintát a Z tengely (optikai tengely) mentén mozgatjuk, a képek felhalmozódnak és a memóriában tárolódnak, végül a teljes minta és a fókuszpont által alkotott képet kapjuk meg. A fókuszmélység ily módon végtelen elmélyítésének funkcióját mobil memória funkciónak nevezzük.
9. Felületi alak mérési funkció
A fókusz eltolási funkció szempontjából a minta felületi alakja érintésmentesen mérhető felületmagasság-rögzítő áramkör hozzáadásával. Ezen funkció alapján lehetőség nyílik az egyes pixelekben a maximális fénysűrűség érték által alkotott Z-tengely koordináták rögzítésére, és ezen információk alapján a mintafelület alakjára vonatkozó információk nyerhetők.
10. Nagy pontosságú mikroméretű mérési funkció
A fényvevő egység egy 1-dimenziós CCD képérzékelőt alkalmaz, így nem befolyásolja a lapolvasó eszköz szkennelési dőlésszöge, így a nagy pontosságú mérés elvégezhető. Emellett az állítható fókuszmélységgel (mélyítéssel) rendelkező fókuszeltolás memória funkció használatával kiküszöbölhető a fókuszeltolódás okozta mérési hiba.
11. Háromdimenziós képelemzés
A felületforma mérési funkció segítségével könnyedén készíthet háromdimenziós képet a minta felületéről. Nem csak ez, hanem számos elemzést is végezhet, mint például: felületi érdesség mérés, terület, térfogat, felület, körkörösség, sugár, maximális hossz, kerület, súlypont, tomográfiai kép, FFT transzformáció, vonalszélesség mérés stb. .
A lézeres konfokális pásztázó mikroszkóp nem csak sejtmorfológiai megfigyelésre, hanem intracelluláris biokémiai komponensek kvantitatív elemzésére, optikai denzitásstatisztika és sejtmorfológia mérésére is használható.
