Էժան ֆլուորեսցենցիա և Բրայթֆիլդի մանրադիտակներ. 9 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:47

Fusion 360 նախագծեր »

Լյումինեսցենտային մանրադիտակը պատկերման մեթոդ է, որն օգտագործվում է կենսաբանական և այլ ֆիզիկական նմուշներում որոշակի կառույցներ տեսնելու համար: Նմուշին հետաքրքրող օբյեկտները (օրինակ ՝ նեյրոններ, արյան անոթներ, միտոքոնդրիա և այլն) տեսանելի են, քանի որ լյումինեսցենտային միացությունները կցվում են միայն այդ հատուկ կառույցներին: Որոշ ամենագեղեցիկ մանրադիտակային պատկերները հավաքվում են լյումինեսցենտային մանրադիտակներով; ստուգեք այս պատկերները, որոնք ներկայացված են Nikon MicroscopyU վեբ էջում ՝ որոշ օրինակներ տեսնելու համար: Լյումինեսցենտային մանրադիտակն օգտակար է կենսաբանության բազմաթիվ ուսումնասիրությունների համար, որոնք կենտրոնանում են որոշակի կառուցվածքի կամ բջիջների տեսակի վրա: Օրինակ, ուղեղի նեյրոնների վերաբերյալ բազմաթիվ հետազոտություններ կախված են լյումինեսցենտային մանրադիտակային մեթոդների օգտագործումից, որոնք հատուկ պատկերում են նեյրոնները:

Այս ուսանելի հոդվածում ես կանդրադառնամ լյումինեսցենտային մանրադիտակի հիմնական սկզբունքներին և ինչպես կարելի է կառուցել երեք տարբեր ցածրարժեք լյումինեսցենտային մանրադիտակներ: Այս համակարգերը սովորաբար արժեն հազարավոր դոլարներ, սակայն վերջին ժամանակներս ջանքեր են գործադրվել դրանք ավելի մատչելի դարձնելու համար: Այն նախագծերը, որոնք ես ներկայացնում եմ այստեղ, օգտագործում են խելացի հեռախոս, dSLR և USB մանրադիտակ: Այս բոլոր նմուշները գործում են նաև որպես լուսավոր դաշտի մանրադիտակներ: Եկեք սկսենք!

Քայլ 1: Լյումինեսցենտային մանրադիտակի ակնարկ

Լյումինեսցենտային մանրադիտակի հիմնական գաղափարը հասկանալու համար պատկերացրեք գիշերային մի անտառ, որը լի է ծառերով, կենդանիներով, թփերով և անտառում ապրող մնացած ամեն ինչով: Եթե լապտերը լուսավորում եք անտառի մեջ, տեսնում եք այս բոլոր կառույցները և դժվար է պատկերացնել որոշակի կենդանու կամ բույսի պատկերացում: Ենթադրենք, ձեզ հետաքրքրում էր միայն անտառում հապալասի թփեր տեսնելը: Դա իրականացնելու համար դուք կրթում եք կրակուռներին, որ գրավեն միայն հապալասի թփերը, այնպես որ միայն հապալասի թփերը լուսավորվեն, երբ նայեք անտառին: Դուք կարող եք ասել, որ դուք պիտակավորել եք հապալասի թփերը կայծակնուկներով, որպեսզի կարողանաք պատկերացնել անտառում միայն հապալասի կառույցները:

Այս անալոգում անտառը ներկայացնում է ամբողջ նմուշը, հապալասի թփերը ներկայացնում են այն կառուցվածքը, որը դուք ցանկանում եք պատկերացնել (օրինակ ՝ հատուկ բջիջ կամ ենթաբջջային օրգան), իսկ կրակուռները ՝ լյումինեսցենտային միացություն: Այն դեպքը, երբ դուք միայնակ լուսարձակում եք լապտերը ՝ առանց կրակոտ լույսերի, նման է լուսավոր դաշտի մանրադիտակին:

Հաջորդ քայլը լյումինեսցենտ միացությունների (նաև կոչվում են ֆտորոֆորներ) հիմնական գործառույթի ընկալումն է: Ֆտորոֆորները իսկապես փոքր օբյեկտներ են (նանոմետրերի մասշտաբով), որոնք նախագծված են նմուշի որոշակի կառույցներին ամրացնելու համար: Նրանք կլանում են լույսը ալիքի երկարությունների նեղ տիրույթում և նորից արձակում լույսի մեկ այլ երկարության երկարություն: Օրինակ, մեկ ֆտորոֆորը կարող է կլանել կապույտ լույսը (այսինքն ՝ ֆտորոֆորը գրգռված է կապույտ լույսով), այնուհետև նորից լույս տալ կանաչ լույս: Սովորաբար դա ամփոփվում է գրգռման և արտանետումների սպեկտրով (նկարը վերևում): Այս գրաֆիկները ցույց են տալիս լույսի ալիքի երկարությունը, որը կլանում է ֆտորոֆորը և լույսի ալիքի երկարությունը, որը արձակում է ֆտորոֆորը:

Մանրադիտակի դիզայնը շատ նման է սովորական լուսավոր դաշտի մանրադիտակին `երկու հիմնական տարբերությամբ: Նախ, նմուշը լուսավորող լույսը պետք է լինի ալիքի երկարությունը, որը հուզում է ֆտորոֆորը (վերը նշված օրինակի համար լույսը կապույտ էր): Երկրորդ, մանրադիտակը պետք է հավաքի միայն արտանետվող լույսը (կանաչ լույսը) ՝ միաժամանակ արգելափակելով կապույտը: Դա պայմանավորված է նրանով, որ կապույտ լույսը գնում է ամենուր, բայց կանաչ լույսը գալիս է միայն նմուշի հատուկ կառույցներից: Կապույտ լույսը փակելու համար մանրադիտակը սովորաբար ունի երկարաժամկետ ֆիլտր կոչվող մի բան, որը թույլ է տալիս կանաչ լույսին անցնել առանց կապույտ լույսի: Յուրաքանչյուր երկարաժամկետ զտիչ ունի կտրող ալիքի երկարություն: Եթե լույսն ունի ավելի երկար ալիքի երկարություն, քան անջատիչը, ապա այն կարող է անցնել ֆիլտրի միջով: Այստեղից էլ անունը ՝ «երկարուղի»: Ավելի կարճ ալիքների երկարություններն արգելափակված են:

Ահա լյումինեսցենտային մանրադիտակի մի քանի ակնարկ.

bitesizebio.com/33529/fluorescence-microsc…

www.microscopyu.com/techniques/fluorescenc…

www.youtube.com/watch?v=PCJ13LjncMc

Քայլ 2. Rayառագայթային օպտիկայով մանրադիտակների մոդելավորում

Երկրորդ տեղը զբաղեցնող օպտիկայի մրցույթում