淺析熱反射式激光共聚焦顯微鏡的成像原理
更新時(shí)間:2021-07-22 點(diǎn)擊次數(shù):528
熱反射式激光共聚焦顯微鏡是一種利用計(jì)算機(jī)、激光和圖像處理技術(shù)獲得生物樣品三維數(shù)據(jù)、目前先進(jìn)的分子細(xì)胞生物學(xué)的分析儀器。主要用于觀察活細(xì)胞結(jié)構(gòu)及特定分子、離子的生物學(xué)變化,定量分析,以及實(shí)時(shí)定量測定等。
下面小編給大家講講熱反射式激光共聚焦顯微鏡的成像原理:
熱反射式激光共聚焦顯微鏡采用點(diǎn)光源照射標(biāo)本,在焦平面上形成一個(gè)輪廓分明的小的光點(diǎn),該點(diǎn)被照射后發(fā)出的熒光被物鏡收集,并沿原照射光路回送到由雙向色鏡構(gòu)成的分光器。分光器將熒光直接送到探測器。光源和探測器前方都各有一個(gè)針孔,分別稱為照明針孔和探測針孔。兩者的幾何尺寸一致,約100-200nm;相對于焦平面上的光點(diǎn),兩者是共軛的,即光點(diǎn)通過一系列的透鏡,最終可同時(shí)聚焦于照明針孔和探測針孔。這樣,來自焦平面的光,可以會聚在探測孔范圍之內(nèi),而來自焦平面上方或下方的散射光都被擋在探測孔之外而不能成像。以激光逐點(diǎn)掃描樣品,探測針孔后的光電倍增管也逐點(diǎn)獲得對應(yīng)光點(diǎn)的共聚焦圖像,轉(zhuǎn)為數(shù)字信號傳輸至計(jì)算機(jī),最終在屏幕上聚合成清晰的整個(gè)焦平面的共聚焦圖像。
每一幅焦平面圖像實(shí)際上是標(biāo)本的光學(xué)橫切面,這個(gè)光學(xué)橫切面總是有一定厚度的,又稱為光學(xué)薄片。由于焦點(diǎn)處的光強(qiáng)遠(yuǎn)大于非焦點(diǎn)處的光強(qiáng),而且非焦平面光被針孔濾去,因此共聚焦系統(tǒng)的景深近似為零,沿Z軸方向的掃描可以實(shí)現(xiàn)光學(xué)斷層掃描,形成待觀察樣品聚焦光斑處二維的光學(xué)切片。把X-Y平面(焦平面)掃描與Z軸(光軸)掃描相結(jié)合,通過累加連續(xù)層次的二維圖像,經(jīng)過專門的計(jì)算機(jī)軟件處理,可以獲得樣品的三維圖像。
即檢測針孔和光源針孔始終聚焦于同一點(diǎn),使聚焦平面以外被激發(fā)的熒光不能進(jìn)入檢測針孔。
激光共聚焦的工作原理簡單表達(dá)就是它采用激光為光源,在傳統(tǒng)熒光顯微鏡成像的基礎(chǔ)上,附加了激光掃描裝置和共軛聚焦裝置,通過計(jì)算機(jī)控制來進(jìn)行數(shù)字化圖像采集和處理的系統(tǒng)。