Quina és la finalitat d'un microscopi confocal?
1. Després dels esforços i millores dels nostres grans predecessors, el microscopi òptic ha arribat al punt de perfecció. De fet, els microscopis normals ens poden proporcionar imatges microscòpiques boniques de manera senzilla i ràpida. No obstant això, va passar un esdeveniment que va portar una innovació revolucionària a aquest món de microscopi gairebé perfecte, que és la invenció del "microscopi confocal d'exploració làser". La característica d'aquest nou tipus de microscopi és que adopta un sistema òptic que només extreu informació de la imatge de la superfície on es concentra el focus, i restaura la informació obtinguda a la memòria d'imatge mentre es canvia l'enfocament, de manera que es pot obtenir informació completa en 3D. obtingut. Una imatge cruda de la intel·ligència. Amb aquest mètode, és possible obtenir fàcilment informació sobre la forma de la superfície que no es pot confirmar amb un microscopi normal. A més, per als microscopis òptics ordinaris, "augmentar la resolució" i "aprofundir la profunditat del focus" són condicions contradictòries, especialment a grans augments, aquesta contradicció és més destacada, però en termes de microscopis confocals, aquest problema es resol fàcilment.
2. Avantatges del sistema òptic confocal
Esquema del microscopi confocal làser
El sistema òptic confocal realitza la il·luminació puntual de la mostra i la llum reflectida també és rebuda pel receptor puntual. Quan la mostra es col·loca a la posició de focus, gairebé tota la llum reflectida pot arribar al fotoreceptor, i quan la mostra està fora de focus, la llum reflectida no pot arribar al fotoreceptor. És a dir, en el sistema òptic confocal només s'emetrà la imatge que coincideixi amb el punt focal, i es blindaran els punts de llum i la llum dispersa inútil.
3. Per què utilitzar làser?
En el sistema òptic confocal, la mostra s'il·lumina en un punt i la llum reflectida també és rebuda per un fotoreceptor puntual. Per tant, es fa necessària una font de llum puntual. Els làsers són fonts de llum molt puntuals. En la majoria dels casos, les fonts de llum làser s'utilitzen com a fonts de llum per als microscopis confocals. A més, les característiques de monocromaticitat, direccionalitat i excel·lent forma del feix del làser també són motius importants per a la seva àmplia adopció.
4. L'observació en temps real basada en l'escaneig d'alta velocitat es fa possible
Per a l'escaneig làser, la unitat de deflexió òptica activada acústicament (Acoustic Optical Deflector, element AO) s'utilitza en direcció horitzontal i el mirall Servo Galvano s'utilitza en direcció vertical. Atès que la unitat de deflexió acústica-òptica no té cap part de vibració mecànica, pot realitzar una exploració a alta velocitat i és possible l'observació en temps real a la pantalla del monitor. Aquesta imatge d'alta velocitat és un element molt important que afecta directament la velocitat d'enfocament i la recuperació de la posició.
5. La relació entre la posició del focus i la brillantor
En el sistema òptic confocal, la brillantor de la mostra és la màxima quan la mostra es col·loca correctament a la posició focal, i la seva brillantor disminuirà bruscament abans i després (la línia sòlida de la figura 4). La selectivitat sensible del pla focal també és el principi de la determinació de la direcció de l'alçada del microscopi confocal i l'expansió de la profunditat focal. En canvi, els microscopis òptics ordinaris no presenten canvis significatius de brillantor abans i després de la posició del focus.
6. Alt contrast, alta resolució
En els microscopis òptics ordinaris, a causa de la interferència de la llum reflectida de la part del focus, se solapa amb la part de la imatge del focus, donant lloc a una disminució del contrast de la imatge. D'altra banda, en el sistema òptic confocal, la llum dispersa fora del punt focal i la llum dispersa dins de la lent de l'objectiu s'eliminen gairebé completament, de manera que es pot obtenir una imatge amb un contrast molt alt. A més, com que la llum travessa la lent de l'objectiu dues vegades, la imatge puntual s'afina primer, la qual cosa també millora el poder de resolució del microscopi.
7. Funció de localització òptica
En el sistema òptic confocal, la llum reflectida diferent del punt coincident amb el punt focal està protegida pel micropor. Per tant, quan s'observa una mostra tridimensional, es forma una imatge com si la mostra estigués tallada amb el pla focal (figura 5). Aquest efecte es coneix com a localització òptica i és una de les especialitats dels sistemes òptics confocals.
8. Enfoca la funció de memòria mòbil
L'anomenada llum reflectida fora del punt focal està protegida pels microporus. D'altra banda, es pot considerar que tots els punts de la imatge formada pel sistema òptic confocal coincideixen amb el punt focal. Per tant, si la mostra tridimensional es mou al llarg de l'eix Z (eix òptic), les imatges s'acumulen i s'emmagatzemen a la memòria, i finalment s'obtindrà la imatge formada per tota la mostra i el punt focal. La funció d'aprofundir infinitament la profunditat de focus d'aquesta manera s'anomena funció de memòria mòbil.
9. Funció de mesura de la forma de la superfície
Pel que fa a la funció de canvi de focus, la forma de la superfície de la mostra es pot mesurar sense contacte afegint un circuit d'enregistrament de l'alçada de la superfície. A partir d'aquesta funció, és possible registrar les coordenades de l'eix Z formades pel valor màxim de luminància de cada píxel, i a partir d'aquesta informació es pot obtenir informació relacionada amb la forma de la superfície de la mostra.
10. Funció de mesura de micro-mida d'alta precisió
La unitat de recepció de llum adopta un sensor d'imatge CCD 1-dimensional, de manera que no es veu afectada per la inclinació d'escaneig del dispositiu d'escaneig, de manera que es pot completar la mesura d'alta precisió. A més, a causa de l'ús de la funció de memòria de canvi de focus amb profunditat d'enfocament ajustable (aprofundiment), es pot eliminar l'error de mesura causat pel canvi de focus.
11. Anàlisi d'imatges tridimensionals
Amb la funció de mesura de la forma de la superfície, podeu crear fàcilment una imatge tridimensional de la superfície de la mostra. No només això, sinó que també pot realitzar una varietat d'anàlisis com ara: mesura de rugositat superficial, àrea, volum, àrea de superfície, circularitat, radi, longitud màxima, perímetre, centre de gravetat, imatge tomogràfica, transformació FFT, mesura de l'amplada de línia, etc. .
El microscopi d'exploració confocal làser es pot utilitzar no només per observar la morfologia cel·lular, sinó també per a l'anàlisi quantitativa de components bioquímics intracel·lulars, estadístiques de densitat òptica i mesura de la morfologia cel·lular.
