Cymhariaeth rhwng microsgop confocal a microsgop optegol cyffredin
Microsgop optegol cyffredinol
Mae'r microsgop biolegol cyffredinol yn cynnwys tair rhan, sef: ① system goleuo, gan gynnwys ffynhonnell golau a chyddwysydd; ② System ymhelaethu optegol, sy'n cynnwys lens gwrthrychol a sylladur, yw prif gorff microsgop. Er mwyn dileu aberration sfferig ac aberration cromatig, mae sylladur a lens gwrthrychol yn cynnwys grwpiau lens cymhleth; (3) dyfais fecanyddol, a ddefnyddir ar gyfer gosod deunyddiau ac arsylwi cyfleus.
Mae p'un a yw delwedd y microsgop yn glir ai peidio yn dibynnu nid yn unig ar y chwyddhad, ond hefyd ar ddatrysiad y microsgop. Mae cydraniad yn cyfeirio at allu'r microsgop (neu'r man lle mae llygaid dynol 25cm i ffwrdd o'r targed) i wahaniaethu rhwng cyfwng bach y gwrthrych zui. Mae'r cydraniad yn dibynnu ar donfedd y golau, y gymhareb agorfa a mynegai plygiannol y cyfrwng, a fynegir gan y fformiwla:
R=0.61λ /N．A. N．A．＝ｎsin /2
Lle: n= mynegai plygiannol cyfrwng;=ongl drych (ongl agoriadol y sbesimen i agorfa'r lens), ac NA= agorfa rhifol. Mae ongl y drych bob amser yn llai na 180? Felly, rhaid i werth zui sina/2 fod yn llai nag 1.
Mynegai plygiannol y gwydr a ddefnyddir ar gyfer gwneud lensys optegol yw 1.65 ~ 1.78, ac mae mynegai plygiannol y cyfrwng a ddefnyddir yn agosach at un y gwydr, gorau oll. Ar gyfer y lens gwrthrychol sych, aer yw'r cyfrwng, ac mae'r gymhareb agorfa yn gyffredinol 0.05 ~ 0.95; Mae'r lens olew yn defnyddio asffalt persawrus fel y cyfrwng, a gall cyfradd agor y lens fod yn agos at 1.5.
Mae tonfedd golau cyffredin yn 400~700nm, felly nid yw cydraniad microsgop yn llai na 0.2μm, ac mae cydraniad llygad dynol yn 0.2mm, felly mae'r chwyddhad mawr o zui wedi'i ddylunio gan mae microsgop cyffredinol fel arfer yn 1000X x.
Pam mae angen microsgop confocal arnoch chi?
1. Mae'r microsgop optegol wedi'i berffeithio trwy ymdrechion a gwelliant ein rhagflaenwyr gwych. Mewn gwirionedd, gall microsgopau cyffredin ddarparu delweddau microsgopig hardd i ni yn syml ac yn gyflym. Fodd bynnag, digwyddodd digwyddiad a ddaeth ag arloesi chwyldroadol i'r byd microsgop bron perffaith hwn, sef dyfeisio "microsgop confocal sganio laser". Nodweddir y microsgop newydd hwn gan fabwysiadu system optegol sydd ond yn tynnu'r wybodaeth ddelwedd ar yr awyren lle mae'r ffocws wedi'i grynhoi, ac adfer y wybodaeth a gafwyd yn y cof delwedd wrth newid y ffocws, fel bod delwedd fyw gyda gwybodaeth tri dimensiwn cyflawn gellir ei gael. Trwy'r dull hwn, gellir cael gwybodaeth am siâp yr arwyneb na ellir ei gadarnhau gan ficrosgopau cyffredin. Yn ogystal, ar gyfer microsgopau optegol cyffredin, mae "gwella'r datrysiad" a "dyfnhau dyfnder y ffocws" yn amodau gwrth-ddweud, yn enwedig ar chwyddiad uchel, ond ar gyfer microsgopau confocal, mae'r broblem hon yn cael ei datrys.
2. Manteision system optegol confocal
Mae system optegol confocal yn goleuo'r pwynt samplu, ac mae'r golau adlewyrchiedig hefyd yn cael ei dderbyn gan dderbynyddion pwynt. Pan roddir y sampl yn y safle ffocws, gall bron yr holl olau adlewyrchiedig gyrraedd y ffotoreceptor, ond pan fydd y sampl yn gwyro oddi wrth y ffocws, ni all y golau adlewyrchiedig gyrraedd y ffotoreceptor. Hynny yw, yn y system optegol confocal, dim ond y ddelwedd sy'n cyd-fynd â'r ffocws fydd allbwn, a bydd y facula a'r golau gwasgaredig diwerth yn cael eu cysgodi.
3. Pam defnyddio laser?
Yn y system optegol confocal, mae'r sampl wedi'i oleuo ac mae'r golau adlewyrchiedig hefyd yn cael ei dderbyn gan ffotoreceptor pwynt. Felly, ffynhonnell golau pwynt yn dod yn angenrheidiol. Mae laser yn perthyn i ffynhonnell golau pwynt iawn. Yn y rhan fwyaf o achosion, mae ffynhonnell golau microsgop confocal yn mabwysiadu ffynhonnell golau laser. Yn ogystal, mae nodweddion laser, megis monocromaticity, directivity a siâp trawst rhagorol, hefyd yn rhesymau pwysig dros ei ddefnydd eang.
4. Mae arsylwi amser real yn seiliedig ar sganio cyflym yn dod yn bosibl.
Yn y sganio laser, defnyddir y Deflector Optegol Acwstig (elfen gysefin AO) i'r cyfeiriad llorweddol a defnyddir y Servo Galvano-drych i'r cyfeiriad fertigol. Oherwydd nad oes unrhyw ran dirgryniad mecanyddol yn yr uned gwyriad optegol acwstig, gall sganio ar gyflymder uchel, ac mae'n bosibl arsylwi mewn amser real ar y sgrin fonitro. Mae cyflymder uchel y camera hwn yn brosiect pwysig iawn sy'n effeithio'n uniongyrchol ar gyflymder canolbwyntio ac adalw safle.
5. Perthynas rhwng sefyllfa ffocws a disgleirdeb
Yn y system optegol confocal, pan fydd y sampl wedi'i osod yn gywir yn y sefyllfa ffocws, mae'r disgleirdeb yn fawr, a chyn ac ar ôl iddo, bydd ei ddisgleirdeb yn gostwng yn sydyn (llinell solet yn Ffigur 4). Mae'r dewis sensitif hwn o'r awyren ffocal hefyd yn egwyddor mesur cyfeiriad uchder microsgop cydffocal ac ehangu'r dyfnder ffocal. Mewn cyferbyniad, nid oes gan y microsgop optegol cyffredin newid disgleirdeb amlwg cyn ac ar ôl y sefyllfa ffocws (llinell ddotiog yn Ffigur 4).
6. Cyferbyniad uchel a datrysiad uchel
Mewn microsgop optegol cyffredinol, bydd y golau adlewyrchiedig sy'n gwyro o'r ffocws yn ymyrryd, a bydd yn gorgyffwrdd â'r rhan delweddu ffocws, gan leihau'r cyferbyniad delwedd. Mewn cyferbyniad, yn y system optegol confocal, mae'r golau gwasgaredig y tu allan i'r ffocws a'r golau gwasgaredig y tu mewn i'r lens gwrthrychol bron yn cael eu tynnu'n llwyr, felly gellir cael delwedd gyda chyferbyniad uchel iawn. Yn ogystal, oherwydd bod y golau'n mynd trwy'r lens gwrthrychol ddwywaith, mae'r ddelwedd pwynt yn cael ei hogi yn gyntaf, ac mae cydraniad y microsgop hefyd yn cael ei wella.
7. swyddogaeth leoleiddio optegol
Yn y system optegol confocal, mae golau adlewyrchiedig y rhan heblaw'r canolbwynt yn cael ei gysgodi gan ficropores. Felly, wrth arsylwi sampl tri dimensiwn, mae delwedd fel yr un a ffurfiwyd ar ôl sleisio'r sampl gyda'r ffocws yn cael ei ffurfio (Ffigur 5). Gelwir yr effaith hon yn lleoleiddio optegol, sy'n perthyn i un o arbenigeddau system optegol confocal.
8. Ffocws swyddogaeth cof symud
Mae'r golau adlewyrchiedig fel y'i gelwir y tu allan i'r ffocws yn cael ei gysgodi gan y micropores. Ar y llaw arall, gellir ystyried bod yr holl bwyntiau ar y ddelwedd a ffurfiwyd gan y system optegol confocal yn cyd-fynd â'r ffocws. Felly, os symudir y sampl tri dimensiwn ar hyd cyfeiriad echel Z (echel optegol), bydd y ddelwedd yn cael ei gronni a'i storio yn y cof, a bydd zui yn y pen draw yn cael y ddelwedd a ffurfiwyd gan gyd-ddigwyddiad y sampl gyfan a'r ffocws. . Yn y modd hwn, gelwir swyddogaeth dyfnder ffocws anfeidrol yn swyddogaeth cof symudol.
9. Swyddogaeth mesur siâp wyneb
Yn y swyddogaeth symud ffocws, gellir mesur siâp wyneb y sampl mewn ffordd ddigyswllt trwy ychwanegu dolen recordio uchder. Yn seiliedig ar y swyddogaeth hon, mae'n bosibl cofnodi'r cyfesurynnau echel Z a ffurfiwyd gan werth disgleirdeb mawr zui ym mhob picsel, ac yn seiliedig ar y wybodaeth hon, gellir cael y wybodaeth sy'n gysylltiedig â siâp wyneb y sampl.
10. Swyddogaeth mesur maint micro-gywirdeb uchel
Mae'r uned derbyn golau yn mabwysiadu synhwyrydd delweddu CCD un dimensiwn, felly ni all tilt sganio'r ddyfais sganio effeithio arno, fel y gellir cwblhau mesuriad manwl uchel. Yn ogystal, oherwydd bod y swyddogaeth cof symud ffocws gyda dyfnder ffocws addasadwy yn cael ei fabwysiadu ar yr un pryd, gellir dileu'r gwall mesur a achosir gan wrthbwyso ffocws.
11. Dadansoddiad delwedd tri dimensiwn
Gan ddefnyddio'r swyddogaeth mesur siâp wyneb, gellir gwneud delwedd tri dimensiwn yr arwyneb sampl yn hawdd. Nid yn unig hynny, ond hefyd gellir cynnal llawer o fathau o ddadansoddiadau, megis: mesur garwedd arwyneb, arwynebedd, cyfaint, arwynebedd, cylchrededd, radiws, hyd y zui, perimedr, canol disgyrchiant, delwedd tomograffig, trawsnewid FFT, llinell mesur lled ac yn y blaen.
Gellir defnyddio microsgop sganio confocal laser nid yn unig i arsylwi morffoleg celloedd, ond hefyd ar gyfer dadansoddiad meintiol o gydrannau biocemegol mewn celloedd, ystadegau dwysedd optegol a mesur morffoleg celloedd.
