Fluoresenssimikroskooppi on eräänlainen optinen mikroskooppi, joka käyttää korkean intensiteetin valonlähdettä näytteen valaisemiseen ja näytteessä olevien fluorokromien virittämiseen. Näytteen valaistus tehdään yleensä valonlähteellä, joka lähettää ultraviolettivaloa. Niitä käytetään laajalti biologian, lääketieteen ja teollisuuden aloilla.
Kuinka fluoresenssimikroskooppi toimii?
Fluoresenssimikroskoopissa käytetään elohopea- tai ksenonlamppua ultraviolettivalon tuottamiseen. Valo tulee mikroskooppiin ja osuu dikroiseen peiliin – peiliin, joka heijastaa yhtä aallonpituusaluetta ja päästää toisen alueen läpi. Dikroinen peili heijastaa ultraviolettivaloa näytteeseen asti. Jotkut näytteet fluoresoivat luonnollisesti ultraviolettivalossa, koska ne sisältävät fluoresoivia aineita, kuten klorofylliä. Jos tarkasteltava näyte ei luonnollisesti fluoresoi, se voidaan värjätä fluoresoivilla väriaineilla, joita kutsutaan fluorokromeiksi.
Mistä fluoresenssimikroskooppi koostuu?
1. Valonlähde
Yleisimmät valonlähteet ovat elohopea, ksenon ja LEDit. Elohopea tarjoaa parhaan valonlaadun fluoresenssimikroskoopille. LEDit ovat yleistymässä, koska ne ovat halvempia kuin muut lähteet ja kuluttavat vähemmän virtaa.
| Mercury lamppu | Xenon lamppu | LED | |
| Lähetetyn valon aallonpituus | 350-370 nm | 400nm～ 450nm | 400-700 nm |
| Elinikä (tunti) | 200-300 | 400-600 | 10 000 |
| Etu | 1. Korkean intensiteetin valo, yleisimmät valonlähteet. 2. Se säteilee voimakasta ultraviolettia ja siniviolettia kiihottaakseen kaikenlaisia fluoroforeja. 3. Kirkkaat ja värikkäät kuvat. | 1. Spektriintensiteetti on vakaa. 2. Vahva spektrin intensiteetti infrapuna- ja keski-infrapunassa. | 1. Helppo vaihtaa. 2. Ei tarvitse lämmitellä. 3. Voidaan kytkeä päälle ja pois päältä välittömästi. 4. Säädä valonlähteen voimakkuutta. |
| Epäkohta | 1. Lyhyt käyttöikä. 2. Pitkä lämpenemisaika. | 1. Ylimääräistä lämpöä varten tarvitaan erityinen matalajännitteinen tasavirtalähde. 2. Kalliimpi kuin Mercury-lamppu | 1. UV-valo on heikompaa kuin elohopealamppu. 2.Jokainen valon aallonpituus vaatii erillisen LEDin, koska ne lähettävät kapeita kaistanleveyksiä. |
Mercury-loisteputkiliitin
LED-loisteputkiliitin
2. Herätyssuodatin
Virityssuodatin on välttämätön fluoresenssimikroskoopin toiminnalle. Se läpäisee lyhyemmän aallonpituuden valon, jonka fluoresoiva väriaine voisi absorboida. Lisäksi se estää muita jännittävän valon lähteitä.
Herätyssuodatin (B,G,U,V)
3. Dichroic Mirror
Dikroinen peili on eräänlainen optinen suodatin, joka heijastaa valoa tietyillä aallonpituuksilla ja lähettää toisia. Sitä käytetään fluoresenssimikroskoopeissa viritys- ja emissioaallonpituuksien erottamiseen.
4. Päästösuodatin
Emissiosuodatin läpäisee vain fluoroforin lähettämät aallonpituudet ja estää kaiken ei-toivotun valon tämän kaistan ulkopuolella – erityisesti viritysaallonpituudet.
5. Fluoresoivat väriaineet
Fluoresoivat väriaineet ovat orgaanisia yhdisteitä, joilla on fluoresoiva ominaisuus, jonka avulla ne voivat muodostaa fluoresoivan kuvan säteilemällä erittäin kontrastista näkyvää vihreää valoa, kun ne ovat innostuneet erittäin valaisevasta ultraviolettivalosta. Yleisesti käytettyjä fluoresoivia väriaineita ovat; DAPI (49,6-diamidino-2-fenyyli-indoli), akridiinioranssi, auramiini-rodamiini, Alexa Fluors tai DyLight 488.
Kuinka monen tyyppisiä fluoresenssimikroskooppeja on?
1. Pystysuora epifluoresenssimikroskooppi:
Se on yleisin fluoresenssimikroskoopin tyyppi. Fluoroforin viritys ja fluoresenssin havaitseminen tapahtuu saman valopolun (eli objektiivin) kautta. Suurin osa fluoresenssimikroskoopeista, erityisesti biotieteissä käytetyistä, on suunniteltu epifluoresenssimikroskoopeiksi.
BS-2081F tutkimusfluoresoiva biologinen mikroskooppi
2. Konfokaalinen fluoresenssimikroskooppi:
Konfokaalinen fluoresenssimikroskooppi: Tämäntyyppinen fluoresenssimikroskooppi yhdistää laserskannauksen fluoresoivaan valaistukseen kuvan tuottamiseksi. Sitä voidaan käyttää monenlaisiin sovelluksiin, kuten solujen ja kudosten tutkimiseen, proteiinien ja muiden solujen sisältämien aineiden havaitsemiseen sekä materiaalien paksuuden mittaamiseen.
BS-2081F tutkimusfluoresoiva biologinen mikroskooppi
3. Käänteinen fluoresenssimikroskooppi
Tällaisen mikroskoopin valonlähde ja lauhdutin sijaitsevat yläosassa alaspäin. Valaistuskulman on oltava 90 astetta tutkittavan näytteen pintaan nähden.
BS-2095F käänteinen fluoresoiva mikroskooppi
Mitkä ovat fluoresenssimikroskooppien edut ja haitat?
Edut:
- Mahdollistaa elävien organismien solujen havainnoinnin niitä vahingoittamatta
- Tarjoaa korkearesoluutioisia kuvia tarkoilla väreillä
- Mahdollistaa solujen elävien prosessien tutkimisen
- Käytetään tunnistamaan erityyppisiä molekyylejä solujen sisällä, kuten proteiineja tai nukleiinihappoja.
Haitat:
-Se sallii vain tiettyjen rakenteiden havainnoinnin fluoresoivalla väriaineella merkityn solun sisällä.
-Fluoresenssiprosessin aikana tapahtuvasta elektronivirityksestä johtuva valovalkaisu voi vaikuttaa fluoresoivien väriaineiden reaktiivisiin molekyyleihin. Tämän seurauksena reaktiiviset väriaineet voivat menettää kemiallisen ominaisuutensa fluoresenssiemissiointensiteetissä.
- Solut ovat herkkiä fototoksiselle vaikutukselle fluoresoivilla väreillä värjäyksen jälkeen, koska fluoroforimolekyylit absorboivat korkean energian fotoneja lyhytaaltoisesta valosta.
Mitkä ovat fluoresenssimikroskoopin sovellukset?
Fluoresenssimikroskooppeja käytetään laajasti eri tutkimus- ja sovellusaloilla, mukaan lukien biokemia, solubiologia, mikrobiologia, immunologia ja lääketiede.
1. Biologian alalla fluoresenssimikroskooppi mahdollistaa solujen ja submikroskooppisten solukomponenttien ja aktiivisuuksien tarkan ja yksityiskohtaisen tunnistamisen fluoresoivan väriainemerkinnän avulla.
2. Lääketieteen alalla fluoresenssimikroskooppi voi käyttää fluoresoivia reagensseja bakteerien ja virusten läsnäolon ja jakautumisen havaitsemiseen tai auttamaan kirurgisten kohteiden merkitsemisessä leikkauksen helpottamiseksi.
3. Minerologian alalla fluoresenssimikroskooppia käytetään usein tutkittaessa aineita, joilla on spontaaneja fluoresenssiominaisuuksia, kuten asfalttia, maaöljyä, hiiltä, grafeenioksidia ja muita mineraaleja.
4. Materiaalitieteessä fluoresenssimikroskooppia voidaan käyttää tekstiili- tai paperiteollisuudessa kuitupohjaisten materiaalien analysointiin.
Postitusaika: 14.3.2023