Levné fluorescenční a Brightfield mikroskopy: 9 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:21

Projekty Fusion 360 »

Fluorescenční mikroskopie je zobrazovací modalita používaná k vizualizaci specifických struktur v biologických a jiných fyzikálních vzorcích. Objekty zájmu ve vzorku (např. Neurony, krevní cévy, mitochondrie atd.) Jsou vizualizovány, protože fluorescenční sloučeniny se připojují pouze k těmto specifickým strukturám. Některé z nejkrásnějších mikroskopických snímků jsou shromážděny pomocí fluorescenčních mikroskopů; podívejte se na tyto obrázky uvedené na webové stránce Nikon MicroscopyU, kde najdete několik příkladů. Fluorescenční mikroskopie je užitečná pro mnoho biologických studií, které se zaměřují na konkrétní strukturu nebo typ buňky. Například mnoho výzkumných studií o neuronech v mozku závisí na použití modalit fluorescenční mikroskopie, které specificky zobrazují neurony.

V tomto návodu se seznámím se základními principy fluorescenční mikroskopie a jak postavit tři různé levné fluorescenční mikroskopy. Tyto systémy obvykle stojí tisíce dolarů, ale v poslední době se vyvíjely snahy o jejich snadnější dostupnost. Návrhy, které zde představuji, využívají chytrý telefon, dSLR a USB mikroskop. Všechny tyto konstrukce také fungují jako mikroskopy v jasném poli. Začněme!

Krok 1: Přehled fluorescenční mikroskopie

Abyste pochopili základní myšlenku fluorescenční mikroskopie, představte si v noci hustý les plný stromů, zvířat, keřů a všeho dalšího, co žije v lese. Pokud svítíte baterkou do lesa, vidíte všechny tyto struktury a může být těžké si představit konkrétní zvíře nebo rostlinu. Řekněme, že vás zajímalo pouze vidět borůvkové keře v lese. Abyste toho dosáhli, vycvičíte světlušky, aby byly přitahovány pouze borůvkovými keři, aby se při pohledu do lesa rozsvítily pouze borůvkové keře. Dalo by se říci, že jste borůvkové keře označili světluškami, abyste si mohli představit pouze borůvkové struktury v lese.

V tomto analogu les představuje celý vzorek, borůvkové keře představují strukturu, kterou chcete zobrazit (např. Konkrétní buňku nebo subcelulární organelu), a světlušky jsou fluorescenční sloučenina. Případ, ve kterém svítíte baterkou sám bez světlušek, je analogický mikroskopii v jasném poli.

Dalším krokem je porozumění základní funkci fluorescenčních sloučenin (nazývaných také fluorofory). Fluorofory jsou opravdu malé objekty (v měřítku nanometrů) konstruované tak, aby se přichytily ke konkrétním strukturám ve vzorku. Absorbují světlo v úzkém rozsahu vlnových délek a znovu vyzařují další vlnovou délku světla. Například jeden fluorofor může absorbovat modré světlo (tj. Fluorofor je buzen modrým světlem) a poté znovu vyzařovat zelené světlo. Obvykle je to shrnuto excitačním a emisním spektrem (obrázek výše). Tyto grafy ukazují vlnovou délku světla, které fluorofor absorbuje, a vlnovou délku světla, které fluorofor vyzařuje.

Konstrukce mikroskopu je velmi podobná normálnímu mikroskopu s jasným polem se dvěma hlavními rozdíly. Za prvé, světlo pro osvětlení vzorku musí mít vlnovou délku, která excituje fluorofor (u výše uvedeného příkladu bylo světlo modré). Za druhé, mikroskop potřebuje shromažďovat pouze emisní světlo (zelené světlo), zatímco blokuje modré. Důvodem je, že modré světlo jde všude, ale zelené světlo pochází pouze ze specifických struktur ve vzorku. Aby mikroskop zablokoval modré světlo, má obvykle něco, čemu se říká longpass filtr, který propouští zelené světlo bez modrého světla. Každý longpass filtr má mezní vlnovou délku. Pokud má světlo delší vlnovou délku, než je mezní hodnota, může projít filtrem. Odtud také název „longpass“. Kratší vlnové délky jsou blokovány.

Zde je několik přehledů fluorescenční mikroskopie:

bitesizebio.com/33529/fluorescence-microsc…

www.microscopyu.com/techniques/fluorescenc…

www.youtube.com/watch?v=PCJ13LjncMc

Krok 2: Modelování mikroskopů pomocí paprskové optiky

Druhé místo v soutěži Optics