• 光學(xué)技術(shù)如何提高顯微鏡分辨率?

    [2024/6/25]

    光學(xué)技術(shù)的進(jìn)步是提高顯微鏡分辨率的關(guān)鍵,這些技術(shù)使得科學(xué)家和研究人員能夠觀(guān)察到更細微的結構和現象。以下是一些提升顯微鏡分辨率的光學(xué)技術(shù)方法:

    1. 相差顯微鏡:利用光的相位差來(lái)增強樣本對比度,尤其適合觀(guān)察無(wú)色透明樣本。相位板會(huì )引入輕微的相位延遲,使得不同密度區域的光波相遇時(shí)產(chǎn)生可檢測的明暗差異,從而提高細節分辨能力。

    2. 共聚焦激光掃描顯微鏡:通過(guò)聚焦一束激光點(diǎn)到樣本上,并僅收集來(lái)自焦點(diǎn)處的熒光或反射光,排除了非焦點(diǎn)平面的散射光,減少了背景噪聲,顯著(zhù)提高了軸向分辨率。此外,通過(guò)逐點(diǎn)掃描并重建三維圖像,可以得到高清晰度的細胞內部結構圖像。

    3. 全內反射熒光顯微鏡(TIRF):利用全內反射現象,在樣本與覆蓋介質(zhì)的界面附近形成一個(gè)非常薄的激發(fā)光層,只激發(fā)緊鄰界面的熒光分子,極大地減少了背景熒光,非常適合觀(guān)察貼附在基底上的細胞膜及其附近的動(dòng)態(tài)過(guò)程。

    4. 超分辨顯微鏡

      • STED顯微鏡(受激發(fā)射損耗顯微鏡):通過(guò)在激發(fā)光周?chē)┘右粋€(gè)環(huán)形的抑制光,精確地去激發(fā)那些不在焦點(diǎn)中心的熒光分子,僅留下中心區域的熒光信號,從而突破了傳統光學(xué)分辨率的限制。
      • PALM/STORM(光激活定位顯微鏡/隨機光學(xué)重構顯微鏡):基于單分子定位原理,通過(guò)控制熒光分子在時(shí)間上分離,逐一記錄并重建單個(gè)分子的位置,實(shí)現遠高于衍射極限的分辨率。
    5. 結構光照明顯微鏡:通過(guò)在樣本上投射特定模式的光(如條紋或網(wǎng)格),采集多幅圖像,并利用數學(xué)算法分析這些圖案的變形,重建出高分辨率的樣本圖像。

    6. 干涉技術(shù):如數字全息顯微鏡,利用光的干涉原理記錄樣本的光波前信息,通過(guò)數字處理重建出具有高分辨率的樣本圖像,特別適合非破壞性測量和動(dòng)態(tài)過(guò)程的觀(guān)察。