Olcsó fluoreszcencia és Brightfield mikroszkóp: 9 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:41

Fusion 360 projektek »

A fluoreszcens mikroszkópia olyan képalkotó módszer, amelyet a biológiai és más fizikai minták specifikus szerkezeteinek megjelenítésére használnak. A mintában érdekelt tárgyak (pl. Neuronok, erek, mitokondriumok stb.) Megjelennek, mert a fluoreszcens vegyületek csak ezekhez a specifikus struktúrákhoz kötődnek. A legszebb mikroszkópos képek egy részét fluoreszcens mikroszkópokkal gyűjtik össze; nézze meg ezeket a képeket, amelyeket a Nikon MicroscopyU weboldalán mutat be, és lát néhány példát. A fluoreszcens mikroszkópia sok olyan biológiai tanulmányban hasznos, amelyek egy adott szerkezetre vagy sejttípusra összpontosítanak. Például az agy idegsejtjeivel kapcsolatos számos tanulmány a fluoreszcens mikroszkópos módszerek használatától függ, amelyek kifejezetten az idegsejteket képzik.

Ebben az oktatható fejezetben áttekintem a fluoreszcens mikroszkópia alapelveit és azt, hogy hogyan lehet három különböző olcsó fluoreszcens mikroszkópot felépíteni. Ezek a rendszerek általában több ezer dollárba kerülnek, de az utóbbi időben erőfeszítéseket tettek annak érdekében, hogy könnyebben hozzáférhetővé tegyék őket. Az itt bemutatott tervek okostelefont, dSLR -t és USB mikroszkópot használnak. Mindezek a minták fénytávú mikroszkópként is működnek. Lássunk neki!

1. lépés: A fluoreszcens mikroszkóp áttekintése

A fluoreszcens mikroszkópia alapgondolatának megértéséhez képzeljünk el egy vastag erdőt éjszaka, tele fákkal, állatokkal, bokrokkal és minden mással, ami egy erdőben él. Ha zseblámpát világít az erdőbe, látja ezeket a szerkezeteket, és nehéz lehet elképzelni egy adott állatot vagy növényt. Tegyük fel, hogy csak erdei áfonyabokrokat érdekelt az erdőben. Ennek érdekében betanítja a szentjánosbogarakat, hogy vonzódjanak csak az áfonyabokrokhoz, így csak az áfonyabokrok világítanak, ha belenéz az erdőbe. Mondhatjuk, hogy az áfonyabokrokat a szentjánosbogarakkal címkézte, így csak az erdei áfonyaszerkezeteket tudta megjeleníteni.

Ebben az analógban az erdő képviseli a teljes mintát, az áfonyabokrok a megjeleníteni kívánt struktúrát (például egy adott sejtet vagy szubcelluláris organellát), a szentjánosbogarak pedig a fluoreszkáló vegyületet. Az az eset, amikor a zseblámpát egyedül ragyogja a szentjánosbogarak nélkül, analóg a fényes mező mikroszkóppal.

A következő lépés a fluoreszcens vegyületek (más néven fluoroforok) alapvető funkciójának megértése. A fluoroforok valóban apró tárgyak (nanométeres skálán), amelyeket úgy terveztek, hogy a mintában meghatározott szerkezetekhez kapcsolódjanak. Szűk hullámhossztartományban veszik fel a fényt, és újra egy másik hullámhosszú fényt bocsátanak ki. Például az egyik fluorofor elnyelheti a kék fényt (azaz a fluorofort kék fény gerjeszti), majd újra zöld fényt bocsát ki. Általában ezt egy gerjesztési és emissziós spektrum foglalja össze (fenti kép). Ezek a grafikonok a fluorofor által elnyelt fény hullámhosszát és a fluorofor által kibocsátott fény hullámhosszát mutatják.

A mikroszkóp felépítése nagyon hasonló a normál fényes mező mikroszkóphoz, két fő különbséggel. Először is, a minta megvilágítására szolgáló fénynek a fluorofort gerjesztő hullámhossznak kell lennie (a fenti példában a fény kék volt). Másodszor, a mikroszkópnak csak az emissziós fényt (a zöld fényt) kell összegyűjtenie, miközben blokkolja a kéket. Ennek oka az, hogy a kék fény mindenhova eljut, de a zöld fény csak a minta specifikus szerkezeteiből származik. A kék fény blokkolására a mikroszkóp általában tartalmaz egy úgynevezett longpass szűrőt, amely lehetővé teszi a zöld fény kék fény nélküli áthaladását. Minden longpass szűrőnek van egy határhullámhossza. Ha a fény hullámhossza hosszabb, mint a határérték, akkor áthaladhat a szűrőn. Innen a név, "longpass". A rövidebb hullámhosszak blokkolva vannak.

Íme néhány áttekintés a fluoreszcens mikroszkópiáról:

bitesizebio.com/33529/fluorescence-microsc…

www.microscopyu.com/techniques/fluorescenc…

www.youtube.com/watch?v=PCJ13LjncMc

2. lépés: Mikroszkópok modellezése Ray -optikával

Második hely az optikai versenyen