Конфокальный микроскоп
Конфокальный микроскоп
Конфокальный микроскоп — это оптический микроскоп, который обладает значительным контрастом в сравнении с обычным микроскопом, что достигается за счет использования апертуры, размещённой в плоскости изображения и ограничивающей поток фонового рассеянного света.. Данная методика приобрела популярность в научных исследованиях в биологии, физике полупроводников и спинтронике (в частности, в изучении свойств NV-центров).
История
В 1950-х годах биологи нуждались в увеличении контраста наблюдения меченых флюорохромами объектов в толстых срезах тканей.Для разрешения этой проблемы Марвином Минским, профессором Массачусетского технологического института в США, было предложено использование для флуоресцентных микроскопов конфокальной схемы. В 1961 году Минский получил патент на эту схему.
Принцип работы
Конфокальный микроскоп имеет такое же разрешение как и обычный микроскоп и ограничено оно дифракционным пределом. Разрешение в видимом диапазоне составляет ~ 250 нм (NA=1,45, n=1,51) .Однако, в последние годы успешно развиваются схемы микроскопов, использующих нелинейные свойства флуоресценции образцов.В данном случае достигается разрешение значительно меньшее дифракционного предела и составляет ~ 3—10 нм . Конфокальный микроскоп создаёт чёткое изображение образца, которое при использовании обычного микроскопа представляется размытым. Это достигается посредством отрезания апертурой фонового света идущего из глубины образца, то есть того света, не попадающего на фокальную плоскость объектива микроскопа.В результате изображение получается с лучшей контрастностью, чем в обычном оптическом микроскопе.
Изображение представляет собой двумерную (2D) картину.
Преимущества в биологии перед другими микроскопами
Показатель преломления биологических объектов почти такой же как у стекла, поэтому наблюдение этих объектов, находящийся на поверхности предметного стекла, в обычном микроскопе весьма затруднено.Конфокальный микроскоп, имеющий высокий контраст, даёт две неоценимые возможности: он позволяет исследовать ткани на клеточном уровне в состоянии физиологической жизнедеятельности, а также оценивать результаты исследования (то есть клеточной активности) в четырёх измерениях — высота, ширина, глубина и время.
