Die Prinzipien der Fluoreszenzmikroskopie und der konfokalen Lasermikroskopie
Fluoreszenzmikroskop
1. Ein Fluoreszenzmikroskop ist ein Gerät, das ultraviolettes Licht als Lichtquelle verwendet, um das zu untersuchende Objekt zu beleuchten, wodurch es Fluoreszenz aussendet, und dann die Form und Position des Objekts unter dem Mikroskop beobachtet. Mithilfe der Fluoreszenzmikroskopie werden die Absorption, der Transport, die Verteilung und die Lokalisierung intrazellulärer Substanzen untersucht. Einige Substanzen in Zellen, wie zum Beispiel Chlorophyll, können Fluoreszenz abgeben, nachdem sie ultravioletter Strahlung ausgesetzt wurden; Obwohl einige Substanzen selbst keine Fluoreszenz emittieren können, können sie auch Fluoreszenz emittieren, nachdem sie mit fluoreszierenden Farbstoffen oder fluoreszierenden Antikörpern angefärbt und mit ultraviolettem Licht bestrahlt wurden. Die Fluoreszenzmikroskopie ist eines der Instrumente zur qualitativen und quantitativen Erforschung dieser Substanzen.
2. Prinzip des Fluoreszenzmikroskops:
(A) Lichtquelle: Die Lichtquelle emittiert Licht verschiedener Wellenlängen (von Ultraviolett bis Infrarot).
(B) Anregungsfilter-Lichtquelle: Sie lässt Licht einer bestimmten Wellenlänge durch, die in der Probe Fluoreszenz erzeugen kann, während sie Licht blockiert, das für die Anregungsfluoreszenz unbrauchbar ist.
(C) Fluoreszierende Probe: Im Allgemeinen mit fluoreszierendem Pigment gefärbt.
(D) Sperrfilter: Lässt Fluoreszenz selektiv durch, indem er Anregungen blockiert, die nicht von der Probe absorbiert wurden. Einige Wellenlängen werden auch in der Fluoreszenz selektiv durchgelassen. Ein Mikroskop, das ultraviolettes Licht als Lichtquelle verwendet, um Fluoreszenz von bestrahlten Objekten auszusenden. Das Elektronenmikroskop wurde erstmals 1931 von Knorr und Harroska in Berlin, Deutschland, zusammengebaut. Dieser Mikroskoptyp verwendet Hochgeschwindigkeitselektronenstrahlen anstelle von Lichtstrahlen. Aufgrund der viel kürzeren Wellenlänge des Elektronenflusses im Vergleich zu Lichtwellen kann die Vergrößerung des Elektronenmikroskops das 80000-fache erreichen, bei einer minimalen Auflösungsgrenze von 0,2 Nanometern. Das Rasterelektronenmikroskop, das seit 1963 zum Einsatz kommt, ermöglicht es dem Menschen, winzige Strukturen auf der Oberfläche von Objekten zu sehen.
3. Anwendungsbereich: Wird zum Vergrößern von Bildern kleiner Objekte verwendet. Wird im Allgemeinen zur Beobachtung von Biologie, Medizin, mikroskopischen Partikeln usw. verwendet.
Konfokales Mikroskop
1. Ein konfokales Mikroskop fügt dem reflektierten Lichtweg eine halbreflektierende Halblinse hinzu, die das reflektierte Licht, das bereits durch die Linse gelaufen ist, in andere Richtungen beugt. Es gibt eine Schallwand mit einem Loch im Brennpunkt, und das kleine Loch befindet sich im Brennpunkt. Hinter der Schallwand befindet sich eine Photomultiplierröhre. Man kann sich vorstellen, dass das reflektierte Licht vor und nach dem Brennpunkt des Detektionslichts durch dieses konfokale System nicht auf das kleine Loch fokussiert werden kann und durch die Schallwand blockiert wird. Was das Photometer also misst, ist die Intensität des reflektierten Lichts am Brennpunkt.
2. Prinzip: Herkömmliche optische Mikroskope verwenden eine Feldlichtquelle und das Bild jedes Punktes auf der Probe wird durch Beugung oder Streulicht von benachbarten Punkten beeinflusst; Das konfokale Laser-Scanning-Mikroskop verwendet eine Punktlichtquelle, die aus einem Laserstrahl besteht, der durch eine beleuchtete Lochblende läuft, um jeden Punkt in der Brennebene der Probe abzutasten. Der beleuchtete Punkt auf der Probe wird am Sondenloch abgebildet und Punkt für Punkt oder Linie von der Photovervielfacherröhre (PMT) oder dem thermoelektrischen Kopplungsgerät (cCCD) nach dem Sondenloch empfangen, wodurch schnell ein fluoreszierendes Bild auf dem Computerbildschirm entsteht . Die Beleuchtungslochblende und die Detektionslochblende sind relativ zur Brennebene der Objektivlinse konjugiert. Die Punkte auf der Brennebene werden gleichzeitig auf die Beleuchtungslochblende und die Emissionslochblende fokussiert, Punkte außerhalb der Brennebene werden nicht auf die Detektionslochblende abgebildet. Dies führt zu einem konfokalen Bild, das den optischen Querschnitt der Probe darstellt, wodurch der Nachteil der Unschärfe in allgemeinen Mikroskopbildern überwunden wird.
3. Anwendungsgebiete: Medizin, Tier- und Pflanzenforschung, Biochemie, Bakteriologie, Zellbiologie, Gewebeembrologie, Lebensmittelwissenschaft, Genetik, Pharmakologie, Physiologie, Optik, Pathologie, Botanik, Neurowissenschaften, Meeresbiologie, Materialwissenschaften, Elektronik, Mechanik , Erdölgeologie und Mineralogie.
