Kev sib piv ntawm confocal microscope thiab zoo tib yam optical microscope
General optical microscope
Lub tshuab siv hluav taws xob dav dav muaj peb ntu, uas yog: ① illumination system, suav nrog lub teeb ci thiab condenser; ② Optical amplification system, uas muaj lub hom phiaj lens thiab eyepiece, yog lub cev tseem ceeb ntawm lub tshuab tsom. Txhawm rau txhawm rau tshem tawm cov duab sib txawv thiab chromatic aberration, ob lub qhov muag thiab lub hom phiaj lens yog tsim los ntawm cov pab pawg lens complex; (3) cov cuab yeej siv tshuab, siv los kho cov ntaub ntawv thiab kev soj ntsuam yooj yim.
Txawm hais tias daim duab microscope yog qhov tseeb lossis tsis yog nyob ntawm qhov kev nthuav dav xwb, tab sis kuj nyob ntawm qhov kev daws teeb meem ntawm lub tshuab tsom. Kev daws teeb meem yog hais txog lub peev xwm ntawm lub tshuab tsom iav (los yog qhov chaw uas tib neeg lub qhov muag nyob deb 25cm ntawm lub hom phiaj) kom paub qhov txawv me me ntawm cov khoom zui. Qhov kev daws teeb meem yog nyob ntawm lub wavelength ntawm lub teeb, qhov aperture ratio thiab refractive index ntawm nruab nrab, uas yog qhia los ntawm cov mis:
R=0.61λ /N.A. N.A..Sin /2
Qhov twg: n= refractive index ntawm nruab nrab;=iav lub kaum sab xis (lub kaum sab xis qhib ntawm cov qauv mus rau lub lens aperture), thiab NA= numeric aperture. Lub kaum sab xis ntawm daim iav ib txwm tsawg dua 180? Yog li ntawd, tus nqi zui ntawm sina/2 yuav tsum tsawg dua 1.
Lub refractive index ntawm cov iav siv los ua qhov muag lo ntsiab muag yog 1.65 ~ 1.78, thiab cov refractive index ntawm nruab nrab siv yog ze rau cov iav, qhov zoo dua. Rau lub hom phiaj qhuav lo ntsiab muag, qhov nruab nrab yog huab cua, thiab qhov aperture piv feem ntau yog 0.05 ~ 0.95; Cov roj lo ntsiab muag siv cov tshuaj tsw qab asphalt ua qhov nruab nrab, thiab lub lens qhib tus nqi yuav nyob ze rau 1.5.
Lub wavelength ntawm lub teeb zoo tib yam yog 400~700nm, yog li qhov kev daws teeb meem ntawm lub tshuab tsom iav tsis tsawg dua 0.2μm, thiab qhov kev daws teeb meem ntawm tib neeg lub qhov muag yog 0.2mm, yog li qhov loj loj ntawm zui tsim los ntawm general microscope feem ntau yog 1000X x.
Vim li cas koj thiaj xav tau confocal microscope?
1. Optical microscope tau ua tiav los ntawm kev siv zog thiab kev txhim kho ntawm peb cov thawj coj zoo. Qhov tseeb, lub tshuab microscopes zoo tib yam tuaj yeem muab peb cov duab zoo nkauj microscopic yooj yim thiab sai. Txawm li cas los xij, ib qho kev tshwm sim uas coj kev hloov pauv hloov tshiab rau lub ntiaj teb no yuav luag zoo meej microscope tshwm sim, uas yog qhov tsim ntawm "laser scanning confocal microscope". Lub tshuab ntsuas tshiab no yog tus cwj pwm los ntawm kev siv lub tshuab kho qhov muag uas tsuas yog rho tawm cov duab cov ntaub ntawv ntawm lub dav hlau qhov chaw tsom mus rau qhov tseem ceeb, thiab rov kho cov ntaub ntawv tau txais hauv cov duab nco thaum hloov qhov tsom, kom pom cov duab tiag tiag nrog cov ntaub ntawv peb sab. tuaj yeem tau. Los ntawm txoj kev no, cov ntaub ntawv hais txog lub ntsej muag zoo uas tsis tuaj yeem lees paub los ntawm cov tshuab microscopes tuaj yeem tau txais yooj yim. Tsis tas li ntawd, rau qhov zoo tib yam optical microscopes, "kev txhim kho qhov kev daws teeb meem" thiab "kev ua kom pom tseeb ntawm qhov tob" yog qhov tsis sib xws, tshwj xeeb tshaj yog nyob rau hauv siab magnification, tab sis rau confocal microscopes, qhov teeb meem no daws tau.
2. Qhov zoo ntawm confocal optical system
Confocal optical system illuminates tus qauv taw tes, thiab lub teeb pom kev zoo kuj tau txais los ntawm point receptors. Thaum cov qauv muab tso rau hauv txoj hauj lwm ua kom pom tseeb, yuav luag tag nrho cov teeb pom kev zoo tuaj yeem ncav cuag lub photoreceptor, tab sis thaum tus qauv sib txawv ntawm qhov ua kom pom tseeb, lub teeb pom kev tsis tuaj yeem ncav cuag photoreceptor. Uas yog hais tias, nyob rau hauv confocal optical system, tsuas yog cov duab uas coincides nrog lub tsom xam yuav tsum tau tso zis, thiab lub facula thiab tsis muaj txiaj ntsig tawg lub teeb yuav raug shielded.
3. Vim li cas thiaj siv lub laser?
Nyob rau hauv lub confocal optical system, tus qauv yog illuminated thiab lub reflected lub teeb kuj tau txais los ntawm ib tug point photoreceptor. Yog li ntawd, point light source yuav tsum tau. Laser belongs rau lub teeb pom kev zoo heev. Feem ntau, lub teeb qhov chaw ntawm confocal microscope txais laser lub teeb qhov chaw. Tsis tas li ntawd, cov yam ntxwv ntawm laser, xws li monochromaticity, directivity thiab zoo beam zoo, kuj tseem ceeb vim li cas rau nws siv dav.
4. Kev soj ntsuam tiag tiag raws li kev soj ntsuam ceev ceev tuaj yeem ua tau.
Nyob rau hauv lub laser scanning, lub Acoustic Optical Deflector (AO prime element) yog siv nyob rau hauv txoj kab rov tav thiab Servo Galvano-daim iav siv nyob rau hauv txoj kev ntsug. Vim tias tsis muaj ib qho kev vibration hauv lub acoustic optical deflection chav tsev, nws tuaj yeem luam theej tawm ntawm kev kub ceev, thiab nws tuaj yeem soj ntsuam hauv lub sijhawm ntawm kev tshuaj xyuas. Kev kub ceev ntawm lub koob yees duab no yog ib txoj haujlwm tseem ceeb uas cuam tshuam ncaj qha rau kev ceev ntawm kev tsom thiab qhov chaw retrieval.
5. Kev sib raug zoo ntawm txoj hauj lwm tsom thiab qhov ci
Nyob rau hauv lub confocal optical system, thaum cov qauv raug muab tso rau hauv qhov chaw tsom, qhov ci ntsa iab yog qhov loj, thiab ua ntej thiab tom qab nws, nws qhov ci ntsa iab yuav poob qis (khoom kab hauv daim duab 4). Qhov kev xaiv rhiab ntawm lub dav hlau focal no kuj yog lub hauv paus ntsiab lus ntawm kev ntsuas qhov siab ntawm confocal microscope thiab nthuav dav qhov tob focal. Nyob rau hauv sib piv, qhov zoo tib yam optical microscope tsis muaj pom tseeb brightness hloov ua ntej thiab tom qab lub tsom xam txoj hauj lwm (dotted kab nyob rau hauv daim duab 4).
6. High contrast thiab siab daws teeb meem
Nyob rau hauv dav dav optical microscope, lub reflected lub teeb deviating los ntawm lub tsom xam yuav cuam tshuam, thiab nws yuav overlap nrog lub tsom xam imaging ib feem, yog li txo cov duab sib piv. Nyob rau hauv sib piv, nyob rau hauv lub confocal optical system, lub tawg tawg pleb nyob rau hauv lub tsom xam thiab cov tawg tawg lub teeb nyob rau hauv lub hom phiaj lens yuav luag tag nrho tshem tawm, yog li ib tug duab nrog heev sib piv yuav tau txais. Tsis tas li ntawd, vim hais tias lub teeb dhau los ntawm lub hom phiaj lens ob zaug, cov duab taw tes yog sharpened ua ntej, thiab qhov kev daws teeb meem ntawm lub tshuab tsom iav kuj tau txhim kho.
7. Optical localization muaj nuj nqi
Nyob rau hauv lub confocal optical system, lub reflected lub teeb ntawm ib feem uas tsis yog lub focal point yog shielded los ntawm micropores. Yog li ntawd, thaum soj ntsuam peb-dimensional qauv, ib tug duab zoo li uas tsim tom qab slicing tus qauv nrog lub tsom xam yog tsim (Daim duab 5). Cov nyhuv no yog hu ua optical localization, uas belongs rau ib qho tshwj xeeb ntawm confocal optical system.
8. Ua kom pom tseeb txav lub cim xeeb muaj nuj nqi
Lub thiaj li hu ua reflected lub teeb sab nraum lub tsom xam yog shielded los ntawm lub micropores. Ntawm qhov tod tes, nws tuaj yeem txiav txim siab tias tag nrho cov ntsiab lus ntawm cov duab tsim los ntawm confocal optical system coincide nrog lub hom phiaj. Yog li ntawd, yog hais tias tus qauv peb-dimensional yog txav raws Z-axis (optical axis) kev taw qhia, cov duab yuav tau sau thiab khaws cia rau hauv lub cim xeeb, thiab zui yuav nws thiaj li tau txais cov duab tsim los ntawm coincidence ntawm tag nrho cov qauv thiab tsom. . Nyob rau hauv txoj kev no, kev ua haujlwm ntawm qhov tob tob ntawm kev ua kom pom tseeb yog hu ua mobile nco muaj nuj nqi.
9. Nto zoo ntsuas muaj nuj nqi
Hauv kev ua kom pom kev txav mus los, cov qauv saum npoo ntawm cov qauv tuaj yeem ntsuas hauv txoj kev tsis sib cuag los ntawm kev ntxiv qhov siab kaw lub voj. Raws li txoj haujlwm no, nws muaj peev xwm sau cov Z-axis kev tswj hwm tsim los ntawm qhov loj ci ci ntawm zui hauv txhua pixel, thiab raws li cov ntaub ntawv no, cov ntaub ntawv ntsig txog cov duab ntawm tus qauv tuaj yeem tau txais.
10. High-precision micro-loj ntsuas muaj nuj nqi
Lub teeb tau txais kev pom zoo txais ib qho kev ntsuas CCD ib sab, yog li nws tuaj yeem tsis cuam tshuam los ntawm kev xaim qaij ntawm lub tshuab luam ntawv, kom ntsuas qhov ntsuas siab tuaj yeem ua tiav. Tsis tas li ntawd, vim hais tias kev tsom mus rau lub cim xeeb muaj nuj nqi nrog kev kho kom pom tseeb qhov tob tau txais los ntawm tib lub sijhawm, qhov kev ntsuas qhov yuam kev tshwm sim los ntawm kev ua kom pom tseeb offset tuaj yeem raug tshem tawm.
11. Peb-dimensional duab tsom xam
Siv lub ntsej muag zoo ntsuas muaj nuj nqi, daim duab peb sab ntawm cov qauv saum npoo tuaj yeem ua tau yooj yim. Tsis tas li ntawd xwb, tab sis kuj muaj ntau yam kev soj ntsuam, xws li: qhov chaw roughness ntsuas, cheeb tsam, ntim, cheeb tsam nto, ncig, vojvoog, ntev ntawm zui, perimeter, nruab nrab ntawm lub ntiajteb txawj nqus, tomographic duab, FFT transform, kab. dav ntsuas thiab lwm yam.
Laser confocal scanning microscope tuaj yeem siv tsis tau tsuas yog los saib xyuas cov cell morphology, tab sis kuj rau kev txheeb xyuas ntau yam ntawm cov khoom siv biochemical hauv cov hlwb, cov txheeb cais qhov muag qhov muag thiab kev ntsuas cell morphology.
