پیشرفت ها و کاربردهای میکروسکوپی نوری

خلاصه:میکروسکوپ های استریو، همچنین میکروسکوپ های تجزیه نامیده می شوند، تصاویر سه بعدی را با بزرگنمایی نسبتا کم ارائه می دهند. ایده آل برای نمونه های نامرئی یا بزرگتر مانند حشرات، گیاهان و مواد معدنی،آنها دارای فاصله های کاری طولانی و زمینه های دید گسترده هستند در حالی که دید استریوسکوپی واقعی را ارائه می دهند..

اصل:میکروسکوپ های استریو با استفاده از مسیرهای دوگانه نوری، زاویه های دید کمی متفاوت را از طریق سیستم های هدف و عینک جداگانه به هر چشم هدایت می کنند.مغز این دیدگاه ها را در یک تصویر سه بعدی ترکیب می کند.

کاربردها:

• زیست شناسی: تجزیه و دستکاری نمونه های بیولوژیکی
• علوم مواد: بررسی نقص سطح و بافت
• الکترونیک: بازرسی از حالت جوش اجزا و سطوح
• علم جواهرات: تأیید صداقت و تجزیه و تحلیل ساختار داخلی
• پزشکي قضايي: بررسي مدارک ميکروپيچ

خلاصه:با استفاده از سیستم های لنز چندگانه برای بزرگنمایی و وضوح بالا، میکروسکوپ های ترکیبی در مشاهده بخش های نازک شفاف یا نیمه شفاف مانند سلول ها، نمونه های بافت،و میکروارگانیسم هاآنها عامل اصلی تحقیقات بیولوژیکی و پزشکی هستند.

اصل:میکروسکوپ های ترکیبی از لنزهای بزرگنمایی دو مرحله ای استفاده می کنند که تصاویر واقعی معکوس را ایجاد می کنند که سپس عینک ها به تصاویر مجازی برای مشاهده بزرگ می شوند.

کاربردها:

• زیست شناسی: ساختار سلولی و تجزیه و تحلیل بافت
• پزشکی: پاتولوژی تشخیصی و سلول شناسی
• میکروبیولوژی: مطالعات مورفولوژی باکتری و قارچ
• داروسازی: توسعه داروها و کنترل کیفیت

خلاصه:این سیستم ها میکروسکوپی نوری را با فناوری تصویربرداری دیجیتال ادغام می کنند و دارای دوربین هایی هستند که تصاویر میکروسکوپی را در زمان واقعی بر روی صفحه نمایش کامپیوتر برای ضبط، پردازش و تجزیه و تحلیل نمایش می دهند.آنها راحت بودن عملیاتی را ارائه می دهند.، وضوح تصویر و قابلیت های متنوع.

اصل:در حالی که مشابه میکروسکوپ های ترکیبی کار می کنند، نسخه های دیجیتال تصاویر بزرگ شده را از طریق دوربین ها برای پردازش رایانه به سیگنال های دیجیتال تبدیل می کنند.شمارش، و توضیحات.

کاربردها:

• زیست شناسی: تجزیه و تحلیل تصویر سلولی و غربالگری با سرعت بالا
• پزشکی: تلپاتولوژی و ناوبری جراحی
• علوم مواد: نقص سطح و تجزیه و تحلیل ذرات
• تضمین کیفیت صنعتی: بازرسی محصولات و تشخیص نقص
• آموزش: نمایشگاه های آموزشی و آزمایشگاه های دانشجویی

خلاصه:شایع ترین نوع میکروسکوپ نوری از نور انتقال یافته استفاده می کند، نمونه ها را در مقابل پس زمینه های روشن تیره می کند.به خصوص براي نمونه هاي رنگي مانند سلول ها و بخش هاي بافت مناسب است.

اصل:مسیرهای نوری ساده انتقال مستقیم نور را از طریق نمونه ها امکان پذیر می کند. تغییرات رنگ و تراکم از طریق جذب متفاوت نور باعث ایجاد کنتراست می شود.

کاربردها:

• زیست شناسی: مشاهده سلول ها و بافت های لکه دار
• پزشکی: تشخیص پاتولوژیک
• میکروبیولوژی: بررسی میکروارگانیسم های رنگ دار

خلاصه:این پیکربندی تصاویر نمونه ای روشن را در برابر پس زمینه های تاریک از طریق نوردهی تخصصی تولید می کند و کنتراست را برای نمونه های شفاف و بدون لکه مانند سلول های زنده و نانوذرات افزایش می دهد.

اصل:چگال کننده های ویژه نور را در زاویه های شیب دار هدایت می کنند تا فقط نور پراکنده یا شکسته وارد اهداف شود و نمونه های روشن در زمینه های تاریک ایجاد شود.

کاربردها:

• زیست شناسی: مورفولوژی سلول های زنده و مطالعات حرکتی
• میکروبیولوژی: مشاهده باکتری و ویروس
• فناوری نانو: توصیف ذرات نانو
• تجزیه و تحلیل آب: تشخیص میکروبی و ذرات

خلاصه:استفاده از تداخل نور برای افزایش کنتراست در نمونه های شفاف،این میکروسکوپ ها سلول ها و بافت های زنده بدون لکه را با تبدیل تغییرات شاخص شکاف به تفاوت در درخشش به تصویر می کشند.

اصل:حلقه های فازی ویژه در اهداف و تهویه کننده ها تفاوت های طول مسیر نوری ناشی از شکنندگی نمونه را به تغییرات دامنه تبدیل می کنند و کنتراست را افزایش می دهند.

کاربردها:

• زیست شناسی: ساختار و پویایی سلول های زنده
• زیست شناسی سلولی: مورفولوژی و عملکرد اندام
• میکروبیولوژی: مشاهده پروتوزان ها و قارچ ها
• پزشکی: آزمایش سلول های خونی و تجزیه ادرار

خلاصه:این ابزارها که برای مواد آنیزوتروپ مانند کریستال ها و فیبر ها تخصص دارند، از نور قطبی شده برای نشان دادن ساختارهای کریستالی، خواص نوری و توزیع استرس استفاده می کنند.

اصل:قطبی کننده ها نور را به حالت قطبی تبدیل می کنند در حالی که تحلیلگرها تغییرات قطبی را پس از تعامل نور با مواد دوقطبی تشخیص می دهند و رنگ ها و الگوهای مداخله ای مشخص را تولید می کنند.

کاربردها:

• معدن شناسی: تجزیه و تحلیل ساختار کریستال
• علوم مواد: مطالعات کریستالینیت پلیمر
• شیمی: تحقیقات کریستال مایع
• پزشکی: شناسایی کریستال در مایعات بدن

خلاصه:یک تکنیک تداخل پیشرفته تولید تصاویر شبه 3D با وضوح برتر در مقایسه با کنتراست فاز، ایده آل برای نمونه های شفاف بدون لکه که نیاز به جزئیات توپولوژیکی افزایش یافته است.

اصل:پریزم های وللاستون نور را به دو پرتو قطبی تقسیم می کنند که مسیر نمونه های کمی از هم جدا شده را عبور می کنند.تغییرات شاخص کسر باعث ایجاد تفاوت های کوچک مسیر نوری می شود که در هنگام ترکیب مجدد به تضاد دامنه تبدیل می شود.

کاربردها:

• زیست شناسی: تصویربرداری غشای زیر سلولی و ارگانل
• زیست شناسی سلولی: مطالعات میتوز و آپوپتوز
• زیست شناسی رشد: مشاهده جنین

خلاصه:این ابزارها نور منتشر شده توسط فلوروفورها را تشخیص می دهند، که به تجسم بسیار خاص اجزای سلولی و مولکول های برچسب دار با حساسیت استثنایی کمک می کند.

اصل:طول موج های خاص تحریک، انتشار فلوروفور را در طول موج های طولانی تر تحریک می کنند. سیستم های فیلتر نور تحریک را در حالی که فلورسنت را انتقال می دهند، مسدود می کنند.ایجاد سیگنال های روشن در برابر پس زمینه های تاریک.

کاربردها:

• ایمنی شناسی: تشخیص آنتی ژن-انتی بادی
• زیست شناسی سلولی: مطالعات محل سازی پروتئین
• زیست شناسی مولکولی: تجزیه و تحلیل بیان ژن
• پزشکی: آزمایش تشخیصی

خلاصه:با ترکیب اسکن لیزر با نوری سوراخ، سیستم های کانفوکال بخش های نوری با وضوح بالا را برای بازسازی سه بعدی تولید می کنند.از بین بردن نور غیر متمرکز در نمونه های ضخیم مانند بافت ها و مجموعات سلولی.

اصل:لکه های لیزر متمرکز نمونه ها را نقطه به نقطه اسکن می کنند در حالی که سوراخ های کانفوکال فلورسنت غیر فوکال را مستثنی می کنند. بخش بندی سریال نوری امکان ارائه سه بعدی را از طریق بازسازی محاسباتی فراهم می کند.

کاربردها:

• زیست شناسی سلولی: معماری سه بعدی اندام
• علوم اعصاب: نقشه برداری شبکه های عصبی
• زیست شناسی رشد: مورفوژنز جنین
• پزشکی: غربالگری دارویی