Billige fluorescens- og Brightfield-mikroskoper: 9 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:27

Fusion 360 -projekter »

Fluorescensmikroskopi er en billeddannelsesmetode, der bruges til at visualisere specifikke strukturer i biologiske og andre fysiske prøver. Objekterne af interesse i prøven (f.eks. Neuroner, blodkar, mitokondrier osv.) Visualiseres, fordi fluorescerende forbindelser kun vedhæfter de specifikke strukturer. Nogle af de smukkeste mikroskopibilleder indsamles med fluorescensmikroskoper; tjek disse billeder præsenteret på Nikon MicroscopyU -websiden for at se nogle eksempler. Fluorescensmikroskopi er nyttig til mange biologistudier, der fokuserer på en bestemt struktur eller celletype. For eksempel er mange forskningsundersøgelser om neuroner i hjernen afhængige af brugen af fluorescensmikroskopimetoder, der specifikt afbilder neuroner.

I denne instruktive vil jeg gå over de grundlæggende principper for fluorescensmikroskopi og hvordan man bygger tre forskellige billige fluorescensmikroskoper. Disse systemer koster normalt tusindvis af dollars, men der har i den seneste tid været bestræbelser på at gøre dem lettere tilgængelige. De designs, jeg præsenterer her, bruger en smartphone, en dSLR og et USB -mikroskop. Alle disse designs fungerer også som brightfield -mikroskoper. Lad os komme igang!

Trin 1: Oversigt over fluorescensmikroskopi

For at forstå den grundlæggende idé om fluorescensmikroskopi, forestil dig en tyk skov om natten fyldt med træer, dyr, buske og alt andet, der bor i en skov. Hvis du skinner en lommelygte ind i skoven, ser du alle disse strukturer, og det kan være svært at visualisere et bestemt dyr eller en bestemt plante. Lad os sige, at du kun var interesseret i at se blåbærbuske i skoven. For at opnå dette træner du ildfluer til kun at blive tiltrukket af blåbærbuske, så kun blåbærbuske lyser, når du kigger ind i skoven. Du kan sige, at du har mærket blåbærbuske med ildfluerne, så du kun kan visualisere blåbærstrukturer i skoven.

I denne analog repræsenterer skoven hele prøven, blåbærbuske repræsenterer den struktur, du vil visualisere (f.eks. En bestemt celle eller subcellulær organel), og ildfluerne er den fluorescerende forbindelse. Tilfældet, hvor du lyser lommelygten alene uden ildfluerne, er analog med lysfeltmikroskopi.

Det næste trin er at forstå den grundlæggende funktion af fluorescerende forbindelser (også kaldet fluoroforer). Fluoroforer er virkelig små objekter (på nanometers skala) konstrueret til at vedhæfte specifikke strukturer i prøven. De absorberer lys over et snævert område af bølgelængder og udsender en anden bølgelængde af lys igen. For eksempel kan en fluorofor absorbere blåt lys (dvs. fluoroforen er spændt af blåt lys) og derefter genudsende grønt lys. Normalt opsummeres dette med et excitations- og emissionsspektrum (billede ovenfor). Disse grafer viser lysets bølgelængde, som fluoroforen absorberer, og lysbølgelængden, som fluoroforen udsender.

Mikroskopdesignet ligner meget et normalt lysfeltmikroskop med to store forskelle. For det første skal lyset for at belyse prøven være den bølgelængde, der ophidser fluoroforen (for eksemplet ovenfor var lyset blåt). For det andet skal mikroskopet kun indsamle emissionslys (det grønne lys), mens det blå blokeres. Dette skyldes, at det blå lys går overalt, men det grønne lys kommer kun fra de specifikke strukturer i prøven. For at blokere det blå lys har mikroskopet normalt noget, der kaldes et langpasfilter, der lader grønt lys gå igennem uden blåt lys. Hvert langpasfilter har en cutoff -bølgelængde. Hvis lyset har en længere bølgelængde end afskæringen, kan det passere gennem filteret. Deraf navnet "longpass". Kortere bølgelængder er blokeret.

Her er flere oversigter over fluorescensmikroskopi:

bitesizebio.com/33529/fluorescence-microsc…

www.microscopyu.com/techniques/fluorescenc…

www.youtube.com/watch?v=PCJ13LjncMc

Trin 2: Modelleringsmikroskoper med Ray Optics

Nummer to i optikkonkurrencen