Флуоресцентний мікроскоп — це тип оптичного мікроскопа, який використовує джерело світла високої інтенсивності для освітлення зразка та збудження флуорохромів у зразку. Освітлення зразка зазвичай здійснюється за допомогою джерела світла, яке випромінює ультрафіолетове світло. Вони широко використовуються в біологічній, медичній та промисловій сферах.
Як працює флуоресцентний мікроскоп?
Флуоресцентний мікроскоп використовує ртутну або ксенонову лампу для отримання ультрафіолетового світла. Світло потрапляє в мікроскоп і потрапляє на дихроїчне дзеркало — дзеркало, яке відображає один діапазон довжин хвиль і пропускає інший діапазон. Дихроичне дзеркало відбиває ультрафіолетове світло до зразка. Деякі зразки природно флуоресціюють під ультрафіолетовим світлом, оскільки вони містять флуоресцентні речовини, такі як хлорофіл. Якщо досліджуваний зразок не флуоресціює природно, його можна пофарбувати флуоресцентними барвниками, які називаються флуорохромами.
З чого складається флуоресцентний мікроскоп?
1. Джерело світла
Найпоширенішими джерелами світла є ртуть, ксенон і світлодіоди. Ртуть забезпечує найкращу якість світла для флуоресцентного мікроскопа. Світлодіоди стають все більш популярними, оскільки вони дешевші, ніж інші джерела, і споживають менше енергії.
| Ртутна лампа | Ксенонова лампа | LED | |
| Довжина хвилі випромінюваного світла | 350-370 нм | 400 нм ~ 450 нм | 400-700 нм |
| Термін служби (година) | 200-300 | 400-600 | 10000 |
| Перевага | 1. Світло високої інтенсивності, найпоширеніші джерела світла. 2. Він випромінює сильні ультрафіолетові та синьо-фіолетові кольори для збудження всіх видів флуорофорів. 3. Яскраві та барвисті зображення. | 1. Спектральна інтенсивність стабільна. 2. Сильна спектральна інтенсивність в інфрачервоному та середньому інфрачервоному діапазонах. | 1. Легко замінити. 2. Розминка не потрібна. 3. Можна миттєво вмикати та вимикати. 4. Контролюйте інтенсивність джерела світла. |
| Недолік | 1. Коротке життя. 2. Тривалий час розігріву. | 1. Для надлишку тепла потрібна спеціальна блок живлення постійного струму низької напруги. 2. Дорожче, ніж ртутна лампа | 1. Ультрафіолетове світло слабкіше, ніж ртутна лампа. 2. Для кожної довжини хвилі світла потрібен окремий світлодіод через вузьку смугу пропускання, яку вони випромінюють. |
Флуоресцентна насадка Mercury
Світлодіодне люмінесцентне кріплення
2. Фільтр збудження
Фільтр збудження необхідний для роботи флуоресцентного мікроскопа. Він пропускає світло з меншою довжиною хвилі, яке може поглинути флуоресцентний барвник. Крім того, він блокує інші джерела хвилюючого світла.
Фільтр збудження (B,G,U,V)
3. Дихроичне дзеркало
Дихроичне дзеркало — це тип оптичного фільтра, який відбиває світло на певних довжинах хвиль, пропускаючи інші. Він використовується у флуоресцентних мікроскопах для розділення довжин хвиль збудження та випромінювання.
4. Емісійний фільтр
Емісійний фільтр пропускає лише довжини хвилі, які випромінює флуорофор, і блокує все небажане світло за межами цієї смуги – особливо довжини хвилі збудження.
5. Флуоресцентні барвники
Флуоресцентні барвники — це органічні сполуки, які володіють властивістю флуоресценції, за допомогою якої вони можуть формувати флуоресцентне зображення, випромінюючи висококонтрастне видиме зелене світло після збудження яскравим ультрафіолетовим світлом. Зазвичай використовуються флуоресцентні барвники; DAPI (49,6-діамідіно-2-феніліндол), акридиновий помаранчевий, аурамін-родамін, Alexa Fluors або DyLight 488.
Скільки видів флуоресцентних мікроскопів?
1. Вертикальний епіфлуоресцентний мікроскоп:
Це найпоширеніший тип флуоресцентного мікроскопа. Збудження флуорофора і виявлення флуоресценції здійснюються через один і той же шлях світла (тобто через об'єктив). Більшість флуоресцентних мікроскопів, особливо тих, що використовуються в науках про життя, мають епіфлуоресцентну конструкцію.
Дослідницький флуоресцентний біологічний мікроскоп BS-2081F
2. Конфокальний флуоресцентний мікроскоп:
Конфокальний флуоресцентний мікроскоп: цей тип флуоресцентного мікроскопа поєднує лазерне сканування з флуоресцентним освітленням для отримання зображення. Його можна використовувати в широкому діапазоні застосувань, наприклад для вивчення клітин і тканин, виявлення білків та інших речовин у клітинах і вимірювання товщини матеріалів.
Дослідницький флуоресцентний біологічний мікроскоп BS-2081F
3. Інвертований флуоресцентний мікроскоп
Джерело світла і конденсор у такого мікроскопа розташовані зверху вниз. Кут освітлення повинен становити 90 градусів відносно поверхні досліджуваного зразка.
Інвертований флуоресцентний мікроскоп BS-2095F
Які переваги та недоліки флуоресцентних мікроскопів?
Переваги:
- Дозволяє спостерігати за клітинами живих організмів, не пошкоджуючи їх
- Забезпечує зображення високої роздільної здатності з точними кольорами
- Дозволяє вивчати живі процеси в клітинах
- Використовується для ідентифікації різних типів молекул у клітинах, таких як білки чи нуклеїнові кислоти.
Недоліки:
- Це дозволяє лише спостерігати за певними структурами всередині клітини, поміченої флуоресцентним барвником.
- Фотовідбілювання через електронне збудження під час процесу флуоресценції може впливати на реактивні молекули флуоресцентних барвників. У результаті реактивні барвники можуть втратити свою хімічну властивість інтенсивності флуоресценції.
-Клітини чутливі до фототоксичного ефекту після фарбування флуоресцентними барвниками, оскільки молекули флуорофора поглинають фотони високої енергії з короткохвильового світла.
Яке застосування флуоресцентного мікроскопа?
Флуоресцентні мікроскопи широко використовуються в різних галузях досліджень і застосування, включаючи біохімію, клітинну біологію, мікробіологію, імунологію та медицину.
1. У галузі біології флуоресцентний мікроскоп дозволяє точно та детально ідентифікувати клітинні та субмікроскопічні клітинні компоненти та діяльність за допомогою мічення флуоресцентним барвником.
2. У медичній галузі флуоресцентний мікроскоп може використовувати флуоресцентні реагенти для виявлення присутності та поширення бактерій і вірусів або для допомоги в маркуванні хірургічних мішеней для полегшення операції.
3. У галузі мінералогії флуоресцентний мікроскоп часто використовується для дослідження речовин зі спонтанною флуоресценцією, таких як асфальт, нафта, вугілля, оксид графену та інші мінерали.
4. У матеріалознавстві флуоресцентний мікроскоп можна використовувати в текстильній або паперовій промисловості для аналізу матеріалів на основі волокна.
Час публікації: 14 березня 2023 р