অবগাহন অণুবীক্ষণ যন্ত্রের উন্নতি রেজোলিউশন বাধা ভেঙে দেয়

আপনি কি কখনও ভেবে দেখেছেন কেন অণুবীক্ষণিক জগত পর্যবেক্ষণ করার সময় বস্তুনিষ্ঠ লেন্স এবং নমুনার মধ্যে এক ফোঁটা তেল বা জল রাখা হয়? এটি একটি এলোমেলো কাজ নয় বরং অপটিক্যাল অণুবীক্ষণ যন্ত্রের অন্তর্নিহিত সীমাবদ্ধতাগুলি কাটিয়ে ওঠার জন্য একটি ইচ্ছাকৃত কৌশল, যা আমাদের আরও সূক্ষ্ম বিবরণ দেখতে দেয় যা অন্যথায় অদৃশ্য থেকে যাবে। এই নিবন্ধটি নিমজ্জন উদ্দেশ্য প্রযুক্তির নীতি, প্রয়োগ এবং ব্যবহারিক বিবেচনাগুলি অন্বেষণ করে, যা আপনাকে উচ্চ-বিবর্ধন মাইক্রোস্কোপি আয়ত্ত করতে এবং মাইক্রোস্কোপিক রাজ্যের গোপনীয়তা উন্মোচন করার ক্ষমতা দেয়৷

অপটিক্যাল মাইক্রোস্কোপ নিখুঁত নয়। উচ্চ পরিবর্ধনে নমুনাগুলি পর্যবেক্ষণ করার সময়, রেজোলিউশন, সংখ্যাসূচক অ্যাপারচার (NA), কাজের দূরত্ব এবং মাধ্যমের প্রতিসরাঙ্ক সূচক সহ বেশ কয়েকটি কারণ কাজ করে। রেজোলিউশন একটি নমুনায় সূক্ষ্ম বিবরণ আলাদা করার আমাদের ক্ষমতা নির্ধারণ করে, যখন সংখ্যাসূচক অ্যাপারচার লেন্সের আলো সংগ্রহ করার ক্ষমতাকে প্রতিনিধিত্ব করে। সহজ কথায়, সংখ্যাসূচক অ্যাপারচার যত বেশি হবে, রেজোলিউশন তত ভালো হবে এবং ছবি তত পরিষ্কার হবে।

যাইহোক, বাতাসের একটি অপেক্ষাকৃত কম প্রতিসরাঙ্ক সূচক রয়েছে (প্রায় 1.0)। যখন আলো একটি উচ্চ-প্রতিসরাঙ্ক-সূচক কাচের কভারস্লিপ থেকে বাতাসে যায়, তখন এটি প্রতিসরণ করে এবং উল্লেখযোগ্যভাবে বিক্ষিপ্ত হয়। এই বিক্ষিপ্ত আলো বস্তুনিষ্ঠ লেন্স দ্বারা সংগ্রহ করা যায় না, ছবির উজ্জ্বলতা এবং স্বচ্ছতা হ্রাস করে এবং রেজোলিউশন সীমিত করে। এখানেই নিমজ্জন উদ্দেশ্য প্রযুক্তি একটি গুরুত্বপূর্ণ পার্থক্য করে।

নিমজ্জন উদ্দেশ্যগুলির মূল নীতি হল উদ্দেশ্যের সামনের লেন্স এবং নমুনার মধ্যে শূন্যস্থান পূরণ করতে একটি বিশেষ মাধ্যম-সাধারণত তেল, জল বা গ্লিসারল ব্যবহার করে। এই মাধ্যমের একটি প্রতিসরণকারী সূচক রয়েছে কাচের (প্রায় 1.5) কাছাকাছি, যা বিভিন্ন পদার্থের মধ্যে ইন্টারফেসে প্রতিসরণ এবং বিক্ষিপ্ততা হ্রাস করে। ফলস্বরূপ, উদ্দেশ্য দ্বারা আরও আলো সংগ্রহ করা হয়, সংখ্যাসূচক অ্যাপারচার এবং রেজোলিউশন বৃদ্ধি করে।

চ্যানেলের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত জল হিসাবে আলোকে কল্পনা করুন। যখন পানি এক চ্যানেল (গ্লাস) থেকে অন্য চ্যানেলে (বায়ু) চলে যায়, তখন উচ্চতার পার্থক্যের (প্রতিসৃত সূচকের অমিল) কারণে অশান্তি এবং বিক্ষিপ্ততা ঘটে। দুটি চ্যানেল ব্রিজ করার জন্য একটি "পাম্প" (নিমজ্জন মাধ্যম) ব্যবহার করে, অশান্তি হ্রাস করা হয় এবং প্রবাহ মসৃণ হয়। এই সাদৃশ্যটি কীভাবে নিমজ্জন মিডিয়া কাজ করে তার সারমর্ম ক্যাপচার করে।

বিশেষত, নিমজ্জন মিডিয়া ইমেজিং গুণমান উন্নত করে:

• আলোর প্রতিসরণ কমানো:ইন্টারফেসে প্রতিসরণ কম করা, আরও আলোর উদ্দেশ্য প্রবেশের অনুমতি দেয়।
• আলো সংগ্রহ বৃদ্ধি:বৃহত্তর কোণ থেকে আলো ক্যাপচার করতে সংখ্যাসূচক অ্যাপারচার বাড়ানো।
• রেজোলিউশন উন্নত করা:চিত্রের স্বচ্ছতা এবং বিস্তারিত উন্নত করা, ছোট কাঠামোর পর্যবেক্ষণ সক্ষম করে।

সর্বোত্তম ইমেজিং অর্জন করতে, একটি "সমজাতীয় নিমজ্জন সিস্টেম" নির্মাণ করা আবশ্যক। এর মধ্যে অবজেক্টিভের সামনের লেন্স, নিমজ্জন মাধ্যম, কভারস্লিপ/স্লাইড, মাউন্টিং মিডিয়াম এবং কনডেনসার লেন্সের প্রতিসরণমূলক সূচক এবং সংখ্যাসূচক অ্যাপারচারগুলি যতটা সম্ভব ঘনিষ্ঠভাবে মেলানো জড়িত।

• উদ্দেশ্য লেন্স:একটি উচ্চ সংখ্যাসূচক অ্যাপারচার এবং নির্বাচিত নিমজ্জন মাধ্যমের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ একটি নির্বাচন করুন৷
• নিমজ্জন মাধ্যম:উদ্দেশ্য ধরনের উপর ভিত্তি করে উপযুক্ত তেল, জল, বা গ্লিসারল চয়ন করুন।
• কভারলিপ/স্লাইড:অভিন্ন প্রতিসরণকারী বৈশিষ্ট্য সহ উচ্চ-মানের কাচ ব্যবহার করুন।
• মাউন্টিং মাধ্যম:বিচ্ছুরণ কমাতে নিমজ্জন মাধ্যমের অনুরূপ একটি প্রতিসরণ সূচক সহ একটি মাধ্যম নির্বাচন করুন।
• কনডেন্সার:নিমজ্জন মিডিয়া এখানে খুব কমই ব্যবহার করা হলেও, সর্বোত্তম বৈসাদৃশ্য এবং আলোকসজ্জার জন্য সঠিক প্রান্তিককরণ এবং সেটিংস অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।

একটি সমজাতীয় নিমজ্জন ব্যবস্থা তৈরি করার মাধ্যমে, সংক্রমণের সময় আলোর ক্ষতি হ্রাস করা হয়, যা তীক্ষ্ণ এবং উজ্জ্বল ছবি দেয়।

বিভিন্ন নিমজ্জন মিডিয়া অ্যাপ্লিকেশন এবং উদ্দেশ্য ধরনের উপর ভিত্তি করে নির্বাচন করা হয়. সবচেয়ে সাধারণ বিকল্পগুলির মধ্যে রয়েছে তেল, জল এবং গ্লিসারোল, প্রতিটি স্বতন্ত্র বৈশিষ্ট্য এবং ব্যবহার সহ।

তেল নিমজ্জন উদ্দেশ্য সবচেয়ে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়, সাধারণত উচ্চ-বিবর্ধন পর্যবেক্ষণের জন্য। তেলের প্রতিসরণকারী সূচক কাচের সাথে ঘনিষ্ঠভাবে মেলে, উল্লেখযোগ্যভাবে সংখ্যাসূচক অ্যাপারচার এবং রেজোলিউশনকে উন্নত করে। যাইহোক, তাদের ব্যবহার বিভিন্ন কারণের মনোযোগ প্রয়োজন:

• সঠিক তেল নির্বাচন করুন:সর্বদা প্রস্তুতকারকের দ্বারা প্রস্তাবিত নিমজ্জন তেল ব্যবহার করুন। পুরানো সিডারউড তেল এড়িয়ে চলুন, কারণ তারা লেন্সকে শক্ত করে এবং ক্ষতি করে। আধুনিক সিন্থেটিক তেলগুলি আরও ভাল স্থিতিশীলতা এবং অপটিক্যাল কর্মক্ষমতা প্রদান করে।
• নিয়ন্ত্রণ তাপমাত্রা:তেলের প্রতিসরণ সূচক তাপমাত্রার সাথে পরিবর্তিত হয়, তাই একটি স্থিতিশীল পরিবেশ (সাধারণত 23°C) বজায় রাখা অপরিহার্য।
• লো-অটোফ্লোরেসেন্স তেল ব্যবহার করুন:ফ্লুরোসেন্স মাইক্রোস্কোপির জন্য, ন্যূনতম অটোফ্লুরোসেন্স সহ বিশেষ তেলগুলি সংকেতের সাথে হস্তক্ষেপ রোধ করে।
• সঠিক ব্যবহার:লক্ষ্য ক্ষেত্রটি সনাক্ত করতে নিম্ন বড়করণ দিয়ে শুরু করুন, তারপর কভারস্লিপে এক ফোঁটা তেল রাখার পরে তেল নিমজ্জনের লক্ষ্যে স্যুইচ করুন। ব্যবহারের পরে, অবশিষ্টাংশ এড়াতে অবিলম্বে লেন্স পরিষ্কার করুন।

জল নিমজ্জন উদ্দেশ্যগুলি তাদের কম বিষাক্ততা এবং দীর্ঘ কাজের দূরত্বের কারণে লাইভ-সেল ইমেজিংয়ের জন্য আদর্শ। তারা দুটি বৈকল্পিক আসে:

• জল নিমজ্জন উদ্দেশ্য:তেল নিমজ্জন উদ্দেশ্য একইভাবে ব্যবহৃত কিন্তু তেল পরিবর্তে জল দিয়ে.
• জল-ডুবানোর উদ্দেশ্য:সরাসরি জল বা জলীয় মিডিয়াতে নিমজ্জিত, সংস্কৃতির খাবারের কোষগুলি পর্যবেক্ষণের জন্য বর্ধিত কাজের দূরত্ব প্রদান করে।

সুবিধা:

• ব্যবহার করা সহজ এবং পরিষ্কার, কারণ জল সহজলভ্য।
• জীবিত কোষে কম বিষাক্ততা, আরো প্রাকৃতিক পরিবেশ প্রদান করে।
• বিশেষ নিমজ্জন তেলের প্রয়োজন নেই।

অসুবিধা:

• তেল নিমজ্জন উদ্দেশ্য তুলনায় সামান্য কম রেজোলিউশন.
• জলের কম সান্দ্রতার কারণে কম্পন এবং বায়ু স্রোতের জন্য সংবেদনশীল।
• উন্নত মডেলের জন্য উচ্চ খরচ.

প্রশমন কৌশল:

• ঝামেলা কমাতে অ্যান্টি-ভাইব্রেশন টেবিল ব্যবহার করুন।
• কভারস্লিপগুলিতে স্থিতিশীল মিনি-পুল তৈরি করতে জলের রিংগুলি নিয়োগ করুন।
• দীর্ঘায়িত লাইভ-সেল ইমেজিংয়ের জন্য, বাষ্পীভবন জল পুনরায় পূরণ করতে মাইক্রো-ডিসপেনসার ব্যবহার করুন।

এগুলি গ্লিসারল-ভিত্তিক মিডিয়াতে মাউন্ট করা নমুনার জন্য উপযুক্ত (যেমন, Mowiol, Vectashield), যার প্রতিসরাঙ্ক সূচকগুলি 80%/20% গ্লিসারল/জল মিশ্রণের (RI=1.45) কাছাকাছি রয়েছে।

কাজের দূরত্ব বলতে উদ্দেশ্যের সামনের লেন্স এবং কভারস্লিপের মধ্যকার ফাঁককে বোঝায় যখন নমুনাটি ফোকাসে থাকে। এটি বিবর্ধনের সাথে বিপরীতভাবে সম্পর্কযুক্ত - যেমন, একটি 10x উদ্দেশ্যের 4 মিমি কাজের দূরত্ব থাকতে পারে, যখন একটি 100x তেল নিমজ্জন লেন্স সাধারণত 0.13 মিমি অফার করে। কিছু জল নিমজ্জন উদ্দেশ্য 3 মিমি পর্যন্ত প্রদান করে। এই মানটি প্রায়শই উদ্দেশ্য ব্যারেলে "WD" হিসাবে চিহ্নিত করা হয়।

যেহেতু কভারস্লিপ পুরুত্ব আলোর প্রতিসরণকে প্রভাবিত করে, তাই অভ্যন্তরীণ অপটিক্স সামঞ্জস্য করার জন্য উচ্চ-সম্পন্ন উদ্দেশ্যগুলি সংশোধন কলার বৈশিষ্ট্যযুক্ত। এই ঘূর্ণনযোগ্য রিংগুলি কভারস্লিপ বেধের তারতম্যের জন্য ক্ষতিপূরণ দেয়। কিছু উন্নত মডেল এমনকি সফ্টওয়্যারের মাধ্যমে নিয়ন্ত্রিত মোটরচালিত কলার অফার করে, নমুনা এবং ইমেজিং সেটআপগুলিতে বাধা কমিয়ে দেয়।

নিমজ্জন উদ্দেশ্যগুলি জৈব চিকিৎসা গবেষণায় অপরিহার্য, বিশেষ করে লাইভ-সেল ইমেজিং এবং কনফোকাল মাইক্রোস্কোপির জন্য।

• লাইভ-সেল ইমেজিং:জল নিমজ্জন উদ্দেশ্যগুলি তাদের জৈব সামঞ্জস্যতা এবং দীর্ঘ কাজের দূরত্বের জন্য পছন্দ করা হয়। কিছু মডেল সর্বোত্তম কোষের অবস্থা বজায় রাখতে তাপমাত্রা এবং গ্যাস নিয়ন্ত্রণকে একীভূত করে।
• কনফোকাল মাইক্রোস্কোপি:জলের কম সান্দ্রতা কভারস্লিপগুলিতে পৃষ্ঠের টান কমায়, জেড-অক্ষ স্ক্যানিংয়ের সময় নমুনা স্থানচ্যুতিকে কমিয়ে দেয়। সুতরাং, জল নিমজ্জন উদ্দেশ্যগুলি কনফোকাল সিস্টেমে আদর্শ।

একটি নিমজ্জন উদ্দেশ্য নির্বাচন করার জন্য নমুনার ধরন, ইমেজিং পদ্ধতি, পছন্দসই রেজোলিউশন এবং কাজের দূরত্ব মূল্যায়ন করা জড়িত। তেল নিমজ্জন উচ্চ-রেজোলিউশন পর্যবেক্ষণে উৎকৃষ্ট, জল নিমজ্জন লাইভ-সেল অধ্যয়নের জন্য উপযুক্ত, এবং গ্লিসারল নিমজ্জন গ্লিসারল-মাউন্ট করা নমুনাগুলির সাথে সবচেয়ে ভাল কাজ করে। এই সরঞ্জামগুলি বোঝা মাইক্রোস্কোপির সম্পূর্ণ সম্ভাবনাকে আনলক করে, মাইক্রোস্কোপিক মহাবিশ্বের লুকানো বিস্ময় প্রকাশ করে।

সংক্ষেপে, নিমজ্জন উদ্দেশ্যগুলি হল অপটিক্যাল মাইক্রোস্কোপের গুরুত্বপূর্ণ উপাদান, আলোর প্রতিসরণ কমিয়ে এবং সর্বাধিক আলো সংগ্রহ করে রেজোলিউশন এবং চিত্রের গুণমান উন্নত করা। বায়োমেডিকাল সায়েন্সের সীমান্তে নেভিগেট করা গবেষকদের জন্য তাদের নীতি এবং প্রয়োগগুলি আয়ত্ত করা অপরিহার্য।