Trend rozwojowy mikroskopii konfokalnej
W celu uzyskania lepszych wyników obserwacji na poziomie technicznym, mikroskopia konfokalna koncentruje się na podniesieniu poziomu technicznego od aspektów poprawy rozdzielczości, zmniejszenia fototoksyczności, zwiększenia szybkości skanowania, obserwacji grubych próbek oraz obserwacji in vivo. Obecnie jest Z efektywny. To, co promuje Zda w technologii mikroskopii konfokalnej, to mikroskopia ultrawysokiej rozdzielczości, która przełamuje granicę optyczną i pozwala naukowcom uzyskać drobniejsze struktury komórkowe, co sprzyja głębszemu zrozumieniu przez badaczy czynności życiowych. Następny kierunek badań technologii mikroskopii konfokalnej powinien koncentrować się na następujących kwestiach:
1. Większa prędkość skanowania
Obecnie prędkość skanowania konfokalnego jest ograniczona przez konstrukcję mechaniczną sprzętu skanującego, a rozdzielczość można poświęcić jedynie w celu uzyskania większej prędkości skanowania. Wiele procesów biologicznych przebiega tak szybko, że pozostają niewykrywalne.
2. Bardziej doskonała technologia ultra-wysokiej rozdzielczości
Obecnie technologie ultrawysokiej rozdzielczości obejmują STORM, PALM, STED i SSIM, z rozdzielczościami w zakresie od 20 do 200 nm, ale każda technologia ma pewne wady, takie jak przetwarzanie próbki, kierunek osi Z, fototoksyczność itp. nie jest prawie doskonały i często trudno jest osiągnąć rozdzielczość graniczną w rzeczywistych obserwacjach.
3. Silniejsza kompatybilność
Technologia mikroskopii konfokalnej obejmuje różne metody wzbudzania, takie jak wspomniana powyżej obserwacja wielofotonowa i arkusza świetlnego, a spójne antystokesowskie rozpraszanie ramanowskie może teoretycznie współdzielić zestaw systemów laserowych. Mikroskopię o super rozdzielczości można połączyć z technologią białego lasera. Jednak ze względu na problemy patentowe różnych firm wciąż istnieje miejsce na ulepszenia pod względem kompletności i kompatybilności, a obecny sprzęt nie może w pełni wykorzystać technicznych zalet aplikacji.
Zasady mikroskopii konfokalnej
Mikroskop konfokalny składa się z czterech części: układu optycznego mikroskopu, laserowego źródła światła, skanera oraz układu detekcji i przetwarzania. Wykorzystuje laser o dobrej koherencji jako źródło światła. Przyjmuje sprzężoną zasadę ogniskowania i urządzenie na podstawie tradycyjnego mikroskopu optycznego i wykorzystuje komputerowy zestaw obserwacji, analizy i systemu wyjściowego do przetwarzania obrazu.
Laserowa wiązka skanująca przechodzi przez otwór siatki, tworząc punktowe źródło światła, które jest odbijane do soczewki obiektywu przez rozdzielacz wiązki, ogniskowane na próbce i skanowane. Po wzbudzeniu próbki wyemitowana fluorescencja wraca do spektroskopu i zbiera ją w otworku detekcyjnym, a następnie jest przetwarzana przez fotopowielacz na sygnał elektryczny i przesyłana do komputera w celu wyświetlenia wyraźnego obrazu płaszczyzny ogniskowej. Światło wzbudzenia skupia się na próbce przez otworek siatki, a fluorescencja skupia się na otworku przez soczewkę obiektywu. Proces ten tworzy dwa ogniskowania, dlatego nazywa się to mikroskopem konfokalnym.
Zwykłe próbki biologiczne mają złożoną strukturę i pewną grubość. Podczas obserwacji za pomocą zwykłego mikroskopu fluorescencyjnego fluorescencja emitowana przez próbkę nakłada się na siebie, a rozdzielczość obrazu jest znacznie zmniejszona.
Obrazowanie konfokalne mikroskopu konfokalnego może skutecznie tłumić światło rozproszone i światło niezmierzone poza płaszczyzną ogniskową przed wejściem do detektora, realizować obrazowanie w jednej płaszczyźnie ogniskowej i znacznie poprawiać rozdzielczość. Kiedy scena porusza się równomiernie w kierunku poziomym, może tworzyć wyraźny obraz jednowarstwowy, aw kierunku pionowym może realizować skanowanie próbki warstwa po warstwie na różnych głębokościach i uzyskać trójwymiarową strukturę próbki po rekonstrukcji trójwymiarowej, czyli tzw. „optyczny tomograf komputerowy”. Próbkę znakuje się sondą fluorescencyjną, a następnie obserwuje pod mikroskopem konfokalnym. Nie tylko można obserwować różne utrwalone komórki i struktury tkankowe, ale także morfologię, strukturę i jony żywych komórek można obserwować jakościowo i ilościowo oraz regularnie mierzyć.
