Edulliset fluoresenssi- ja Brightfield-mikroskoopit: 9 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:01

Fusion 360 -projektit »

Fluoresenssimikroskopia on kuvantamismenetelmä, jota käytetään biologisten ja muiden fyysisten näytteiden tiettyjen rakenteiden visualisointiin. Näytteessä olevat kohteet (esim. Neuronit, verisuonet, mitokondriot jne.) Visualisoidaan, koska fluoresoivat yhdisteet kiinnittyvät vain näihin erityisiin rakenteisiin. Jotkut kauneimmista mikroskooppikuvista kerätään fluoresenssimikroskoopeilla; tutustu näihin Nikon MicroscopyU -verkkosivulla oleviin kuviin nähdäksesi esimerkkejä. Fluoresenssimikroskopia on hyödyllinen monissa biologian tutkimuksissa, joissa keskitytään tiettyyn rakenteeseen tai solutyyppiin. Esimerkiksi monet aivojen neuroneja koskevat tutkimukset riippuvat fluoresenssimikroskooppimenetelmien käytöstä, jotka kuvaavat erityisesti neuroneja.

Tässä ohjeessa käyn läpi fluoresenssimikroskopian perusperiaatteet ja kuinka rakentaa kolme erilaista halpaa fluoresenssimikroskooppia. Nämä järjestelmät maksavat yleensä tuhansia dollareita, mutta viime aikoina on pyritty parantamaan niiden saatavuutta. Tässä esittelemäni mallit käyttävät älypuhelinta, dSLR: ää ja USB -mikroskooppia. Kaikki nämä mallit toimivat myös kirkkaan kentän mikroskoopeina. Aloitetaan!

Vaihe 1: Fluoresenssimikroskopian yleiskatsaus

Ymmärtääksesi fluoresenssimikroskopian perusidean, kuvittele paksu metsä yöllä täynnä puita, eläimiä, pensaita ja kaikkea muuta metsässä elävää. Jos loistat taskulampun metsään, näet kaikki nämä rakenteet, ja tietyn eläimen tai kasvin visualisointi voi olla vaikeaa. Oletetaan, että olit kiinnostunut vain mustikoiden pensaiden näkemisestä metsässä. Tämän saavuttamiseksi koulutat tulikärpäsiä houkuttelemaan vain mustikkapensaita, joten vain mustikkapensas syttyy, kun katsot metsään. Voisit sanoa, että merkitsit mustikkapensaat tulikärpäsiin, jotta voisit visualisoida vain metsän mustikkarakenteet.

Tässä analogissa metsä edustaa koko näytettä, mustikkapensaat edustavat rakennetta, jonka haluat visualisoida (esim. Tiettyä solua tai solunsisäistä organellia), ja tulikärpäset ovat fluoresoiva yhdiste. Kotelo, jossa loistat taskulampun yksin ilman tulikärpäsiä, on analoginen kirkkaan kentän mikroskopiaan.

Seuraava askel on ymmärtää fluoresoivien yhdisteiden (joita kutsutaan myös fluoroforeiksi) perustoiminto. Fluoroforit ovat todella pieniä esineitä (nanometriasteikolla), jotka on suunniteltu kiinnittymään näytteen tiettyihin rakenteisiin. Ne absorboivat valoa kapealla aallonpituusalueella ja emittoivat uudelleen toisen valon aallonpituuden. Esimerkiksi yksi fluorofori voi absorboida sinistä valoa (ts. Fluorofori herättää sinisen valon) ja lähettää sitten uudelleen vihreää valoa. Yleensä tämä tiivistyy viritys- ja emissiospektrillä (kuva yllä). Nämä kaaviot osoittavat fluoroforin absorboiman valon aallonpituuden ja fluoroforin lähettämän valon aallonpituuden.

Mikroskoopin rakenne on hyvin samanlainen kuin tavallinen kirkaskenttämikroskooppi, jossa on kaksi suurta eroa. Ensinnäkin näytteen valaisevan valon on oltava aallonpituus, joka virittää fluoroforin (yllä olevassa esimerkissä valo oli sininen). Toiseksi mikroskoopin on kerättävä vain päästövalo (vihreä valo) ja samalla estettävä sininen. Tämä johtuu siitä, että sininen valo menee kaikkialle, mutta vihreä valo tulee vain näytteen erityisistä rakenteista. Sinisen valon estämiseksi mikroskoopissa on yleensä jotain niin sanottua pitkäpäästösuodatinta, joka antaa vihreän valon kulkea ilman sinistä valoa. Jokaisella kaukosuodattimella on raja -aallonpituus. Jos valon aallonpituus on pidempi kuin raja, se voi kulkea suodattimen läpi. Siksi nimi "longpass". Lyhyemmät aallonpituudet estetään.

Tässä on useita katsauksia fluoresenssimikroskopiasta:

bitesizebio.com/33529/fluorescence-microsc…

www.microscopyu.com/techniques/fluorescenc…

www.youtube.com/watch?v=PCJ13LjncMc

Vaihe 2: Mikroskooppien mallintaminen Ray -optiikalla

Toinen sija optiikkakilpailussa