Евтини флуоресцентни и Brightfield микроскопи: 9 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:51

Проекти на Fusion 360 »

Флуоресцентната микроскопия е метод за изобразяване, използван за визуализиране на специфични структури в биологични и други физически проби. Обектите, които представляват интерес в пробата (напр. Неврони, кръвоносни съдове, митохондрии и т.н.) се визуализират, тъй като флуоресцентните съединения се свързват само с тези специфични структури. Някои от най -красивите микроскопични изображения се събират с флуоресцентни микроскопи; разгледайте тези изображения, представени на уеб страницата на Nikon MicroscopyU, за да видите някои примери. Флуоресцентната микроскопия е полезна за много биологични изследвания, които се фокусират върху специфична структура или тип клетка. Например, много изследвания на неврони в мозъка зависят от използването на методи на флуоресцентна микроскопия, които конкретно изобразяват невроните.

В тази инструкция ще разгледам основните принципи на флуоресцентната микроскопия и как да създам три различни евтини флуоресцентни микроскопа. Тези системи обикновено струват хиляди долари, но в последно време има усилия да се направят по -лесно достъпни. Дизайните, които представям тук, използват смарт телефон, dSLR и USB микроскоп. Всички тези дизайни работят и като микроскопи с ярко поле. Да започваме!

Стъпка 1: Общ преглед на флуоресцентната микроскопия

За да разберете основната идея на флуоресцентната микроскопия, представете си гъста гора през нощта, пълна с дървета, животни, храсти и всичко останало, живеещо в гора. Ако хвърлите фенерче в гората, виждате всички тези структури и може да е трудно да си представите конкретно животно или растение. Да речем, че сте се интересували само да видите боровинки в гората. За да постигнете това, обучавате светулките да бъдат привлечени само от боровинки, така че само храстите от боровинки светят, когато погледнете в гората. Може да се каже, че сте маркирали боровинките със светулките, за да можете да визуализирате само боровинките в гората.

В този аналог гората представлява цялата проба, боровинките представляват структурата, която искате да визуализирате (например специфична клетка или субклетъчна органела), а светулките са флуоресцентното съединение. Случаят, в който осветявате фенерчето сам без светулките, е аналогичен на микроскопията със светло поле.

Следващата стъпка е разбирането на основната функция на флуоресцентните съединения (наричани още флуорофори). Флуорофорите са наистина малки обекти (по скалата на нанометрите), проектирани да се прикрепят към специфични структури в пробата. Те абсорбират светлината в тесен диапазон от дължини на вълните и излъчват повторно друга дължина на вълната светлина. Например, един флуорофор може да абсорбира синя светлина (т.е. флуорофорът се възбужда от синя светлина) и след това да излъчва отново зелена светлина. Обикновено това се обобщава от спектъра на възбуждане и излъчване (снимка по -горе). Тези графики показват дължината на светлината, която флуорофорът поглъща, и дължината на светлината, която флуорофорът излъчва.

Дизайнът на микроскопа е много подобен на нормален микроскоп с ярко поле с две основни разлики. Първо, светлината за осветяване на пробата трябва да бъде дължината на вълната, която възбужда флуорофора (за горния пример светлината беше синя). Второ, микроскопът трябва да събира само излъчващата светлина (зелената светлина), като същевременно блокира синьото. Това е така, защото синята светлина навсякъде, но зелената идва само от специфичните структури в пробата. За да блокира синята светлина, микроскопът обикновено има нещо, наречено longpass филтър, който позволява на зелената светлина да преминава без синя светлина. Всеки дълъг филтър има дължина на вълната на прекъсване. Ако светлината има по -голяма дължина на вълната от границата, тя може да премине през филтъра. Оттук идва и името „longpass“. По -късите дължини на вълните са блокирани.

Ето няколко прегледа на флуоресцентната микроскопия:

bitesizebio.com/33529/fluorescence-microsc…

www.microscopyu.com/techniques/fluorescenc…

www.youtube.com/watch?v=PCJ13LjncMc

Стъпка 2: Моделиране на микроскопи с лъчева оптика

Вицешампион в състезанието по оптика