Флуоресцентный микроскоп — это тип оптического микроскопа, в котором используется источник света высокой интенсивности для освещения образца и возбуждения флуорохромов в образце. Освещение образца обычно осуществляется источником света, излучающим ультрафиолетовый свет. Они широко используются в биологической, медицинской и промышленной областях.
Как работает флуоресцентный микроскоп?
Флуоресцентный микроскоп использует ртутную или ксеноновую лампу для получения ультрафиолетового света. Свет попадает в микроскоп и попадает на дихроичное зеркало — зеркало, которое отражает один диапазон длин волн и пропускает другой диапазон. Дихроичное зеркало отражает ультрафиолетовый свет к образцу. Некоторые образцы естественным образом флуоресцируют под ультрафиолетовым светом, поскольку содержат флуоресцентные вещества, такие как хлорофилл. Если исследуемый образец не флуоресцирует естественным путем, его можно окрасить флуоресцентными красителями, называемыми флуорохромами.
Из чего состоит флуоресцентный микроскоп?
1. Источник света
Наиболее распространенными источниками света являются ртуть, ксенон и светодиоды. Ртуть обеспечивает наилучшее качество света для флуоресцентного микроскопа. Светодиоды становятся все более популярными, поскольку они дешевле, чем другие источники, и потребляют меньше энергии.
| Ртутная лампа | Ксеноновая лампа | ВЕЛ | |
| Длина волны излучаемого света | 350-370 нм | 400 нм～ 450 нм | 400-700 нм |
| Срок службы (час) | 200-300 | 400-600 | 10000 |
| Преимущество | 1. Свет высокой интенсивности, наиболее распространенные источники света. 2. Он излучает сильный ультрафиолет и сине-фиолетовый свет, возбуждая все виды флуорофоров. 3. Яркие и красочные изображения. | 1. Спектральная интенсивность стабильна. 2. Сильная спектральная интенсивность в инфракрасном и среднем инфракрасном диапазоне. | 1. Легко заменить. 2. Не нужно разогреваться. 3. Можно мгновенно включать и выключать. 4. Контролируйте интенсивность источника света. |
| Недостаток | 1. Короткий срок службы. 2. Долгое время прогрева. | 1. Для защиты от перегрева требуется специальный блок питания постоянного тока низкого напряжения. 2. Дороже, чем ртутная лампа. | 1. УФ-излучение слабее ртутной лампы. 2. Для каждой длины волны света требуется отдельный светодиод из-за узкой полосы пропускания, которую они излучают. |
Ртутная флуоресцентная насадка
Светодиодная флуоресцентная насадка
2. Фильтр возбуждения
Фильтр возбуждения необходим для работы флуоресцентного микроскопа. Он пропускает свет с более короткой длиной волны, который может поглотить флуоресцентный краситель. Кроме того, он блокирует другие источники возбуждающего света.
Фильтр возбуждения(B,G,U,V)
3. Дихроичное зеркало
Дихроичное зеркало — это тип оптического фильтра, который отражает свет определенных длин волн и пропускает другие. Он используется в флуоресцентных микроскопах для разделения длин волн возбуждения и излучения.
4. Фильтр выбросов
Эмиссионный фильтр пропускает только волны, излучаемые флуорофором, и блокирует весь нежелательный свет за пределами этого диапазона, особенно волны возбуждения.
5. Флуоресцентные красители.
Флуоресцентные красители представляют собой органические соединения, обладающие свойством флуоресценции, благодаря которому они могут формировать флуоресцентное изображение, излучая высококонтрастный видимый зеленый свет после возбуждения сильно освещающим ультрафиолетовым светом. Обычно используемые флуоресцентные красители; DAPI (49,6-диамидино-2-фенилиндол), акридиновый оранжевый, аурамин-родамин, Alexa Fluors или DyLight 488.
Сколько типов флуоресцентных микроскопов?
1. Вертикальный эпифлуоресцентный микроскоп:
Это наиболее распространенный тип флуоресцентного микроскопа. Возбуждение флуорофора и обнаружение флуоресценции осуществляются по одному и тому же пути света (т.е. через объектив). Большинство флуоресцентных микроскопов, особенно используемых в науках о жизни, имеют эпифлуоресцентную конструкцию.
Исследовательский флуоресцентный биологический микроскоп BS-2081F
2. Конфокальный флуоресцентный микроскоп:
Конфокальный флуоресцентный микроскоп: этот тип флуоресцентного микроскопа сочетает в себе лазерное сканирование и флуоресцентное освещение для получения изображения. Его можно использовать в широком спектре приложений, таких как изучение клеток и тканей, обнаружение белков и других веществ внутри клеток, а также измерение толщины материалов.
Исследовательский флуоресцентный биологический микроскоп BS-2081F
3. Инвертированный флуоресцентный микроскоп.
Источник света и конденсор этого микроскопа расположены сверху, обращенной вниз. Угол освещения должен составлять 90 градусов по отношению к поверхности исследуемого образца.
Инвертированный флуоресцентный микроскоп BS-2095F
Каковы преимущества и недостатки флуоресцентных микроскопов?
Преимущества:
- Позволяет наблюдать клетки живых организмов, не повреждая их.
- Обеспечивает изображения высокого разрешения с точными цветами.
- Позволяет изучать живые процессы в клетках
- Использоваться для идентификации различных типов молекул внутри клеток, таких как белки или нуклеиновые кислоты.
Недостатки:
- Он позволяет наблюдать только определенные структуры внутри клетки, помеченные флуоресцентным красителем.
-Фотообесцвечивание из-за электронного возбуждения в процессе флуоресценции может повлиять на реактивные молекулы флуоресцентных красителей. В результате реактивные красители могут потерять свои химические свойства интенсивности флуоресцентного излучения.
- Клетки чувствительны к фототоксическому эффекту после окрашивания флуоресцентными красителями, поскольку молекулы флуорофора поглощают фотоны высокой энергии коротковолнового света.
Каковы области применения флуоресцентного микроскопа?
Флуоресцентные микроскопы широко используются в различных областях исследований и применений, включая биохимию, клеточную биологию, микробиологию, иммунологию и медицину.
1. В области биологии флуоресцентный микроскоп позволяет точно и детально идентифицировать клеточные и субмикроскопические клеточные компоненты и активности с помощью маркировки флуоресцентными красителями.
2. В медицинской сфере флуоресцентный микроскоп может использовать флуоресцентные реагенты для обнаружения присутствия и распространения бактерий и вирусов или для помощи в маркировке хирургических целей для облегчения хирургического вмешательства.
3. В области минералогии флуоресцентный микроскоп часто используется для изучения веществ со свойствами спонтанной флуоресценции, таких как асфальт, нефть, уголь, оксид графена и другие минералы.
4. В материаловедении флуоресцентный микроскоп можно использовать в текстильной или бумажной промышленности для анализа материалов на основе волокон.
Время публикации: 14 марта 2023 г.