Povoljni fluorescentni i Brightfield mikroskopi: 9 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:06

Fusion 360 projekti »

Fluorescentna mikroskopija je način snimanja koji se koristi za vizualizaciju specifičnih struktura u biološkim i drugim fizičkim uzorcima. Predmeti od interesa u uzorku (npr. Neuroni, krvni sudovi, mitohondriji itd.) Vizualiziraju se jer se fluorescentna jedinjenja vezuju samo za te specifične strukture. Neke od najljepših mikroskopskih slika prikupljene su fluorescentnim mikroskopima; pogledajte ove slike predstavljene na web stranici Nikon MicroscopyU da biste vidjeli neke primjere. Fluorescentna mikroskopija korisna je za mnoge biološke studije koje se fokusiraju na određenu strukturu ili tip ćelije. Na primjer, mnoge istraživačke studije o neuronima u mozgu ovise o upotrebi metoda fluorescentne mikroskopije koje posebno oslikavaju neurone.

U ovom uputstvu proučit ću osnovne principe fluorescentne mikroskopije i način izgradnje tri različita jeftina fluorescentna mikroskopa. Ovi sistemi obično koštaju hiljade dolara, ali u posljednje vrijeme uloženi su napori da se učine dostupnijima. Dizajni koje ovdje predstavljam koriste pametni telefon, dSLR i USB mikroskop. Svi ovi dizajni djeluju i kao mikroskopi sa svijetlim poljima. Hajde da počnemo!

Korak 1: Pregled fluorescentne mikroskopije

Da biste razumjeli osnovnu ideju fluorescentne mikroskopije, zamislite gustu šumu noću ispunjenu drvećem, životinjama, grmljem i svim ostalim što živi u šumi. Ako baterijskom lampom zasvijetlite u šumu, vidite sve ove strukture i može biti teško vizualizirati određenu životinju ili biljku. Recimo da vas je zanimalo samo vidjeti grmlje borovnice u šumi. Da biste to postigli, trenirate krijesnice da ih privlače samo grmovi borovnice, tako da samo grmovi borovnice zasvijetle kada pogledate u šumu. Moglo bi se reći da ste grmove borovnica označili krijesnicama kako biste mogli vizualizirati samo strukture borovnice u šumi.

U ovom analognom obliku šuma predstavlja cijeli uzorak, grmovi borovnice predstavljaju strukturu koju želite vizualizirati (npr. Određena ćelija ili podstanična organela), a krijesnice su fluorescentni spoj. Slučaj u kojem svijetlite samo sa svjetiljkom bez krijesnica analogan je mikroskopiji sa svijetlim poljem.

Sljedeći korak je razumijevanje osnovne funkcije fluorescentnih spojeva (koji se nazivaju i fluorofori). Fluorofori su zaista mali objekti (na skali nanometara) konstruirani za pričvršćivanje na određene strukture u uzorku. Oni apsorbiraju svjetlost u uskom rasponu talasnih dužina i ponovo emituju drugu talasnu dužinu svjetlosti. Na primjer, jedan fluorofor može apsorbirati plavo svjetlo (tj. Fluorofor se pobuđuje plavim svjetlom), a zatim ponovno emitirati zeleno svjetlo. Obično se to sažima spektrom pobude i emisije (slika gore). Ovi grafikoni prikazuju talasnu dužinu svjetlosti koju fluorofor apsorbuje i talasnu dužinu svjetlosti koju fluorofor emituje.

Dizajn mikroskopa je vrlo sličan normalnom mikroskopu sa svijetlim poljem s dvije velike razlike. Prvo, svjetlo za osvjetljavanje uzorka mora biti talasna dužina koja pobuđuje fluorofor (na primjer u gornjem tekstu, svjetlo je bilo plavo). Drugo, mikroskop mora prikupiti samo emisiono svjetlo (zeleno svjetlo), dok blokira plavo. To je zato što plavo svjetlo ide posvuda, ali zeleno svijetlo dolazi samo iz određenih struktura u uzorku. Da bi blokirao plavo svjetlo, mikroskop obično ima nešto što se zove longpass filter koji propušta zeleno svjetlo bez plavog svjetla. Svaki longpass filter ima graničnu talasnu dužinu. Ako svjetlost ima veću valnu duljinu od granične vrijednosti, tada može proći kroz filter. Otuda i naziv "longpass". Kraće valne duljine su blokirane.

Evo nekoliko pregleda fluorescentne mikroskopije:

bitesizebio.com/33529/fluorescence-microsc…

www.microscopyu.com/techniques/fluorescenc…

www.youtube.com/watch?v=PCJ13LjncMc

Korak 2: Modeliranje mikroskopa sa Ray optikom

Drugoplasirani na takmičenju iz optike