กล้องจุลทรรศน์เรืองแสงและ Brightfield ราคาประหยัด: 9 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:04

โครงการฟิวชั่น 360 »

กล้องจุลทรรศน์เรืองแสงเป็นวิธีการถ่ายภาพที่ใช้ในการแสดงภาพโครงสร้างเฉพาะในตัวอย่างทางชีววิทยาและทางกายภาพอื่นๆ วัตถุที่น่าสนใจในตัวอย่าง (เช่น เซลล์ประสาท หลอดเลือด ไมโทคอนเดรีย ฯลฯ) ถูกมองเห็นได้เนื่องจากสารประกอบเรืองแสงยึดติดกับโครงสร้างเฉพาะเหล่านั้นเท่านั้น ภาพกล้องจุลทรรศน์ที่สวยงามที่สุดบางภาพถูกรวบรวมด้วยกล้องจุลทรรศน์เรืองแสง ดูภาพเหล่านี้ที่นำเสนอบนหน้าเว็บ Nikon MicroscopyU เพื่อดูตัวอย่าง กล้องจุลทรรศน์เรืองแสงมีประโยชน์สำหรับการศึกษาทางชีววิทยาจำนวนมากที่เน้นโครงสร้างเฉพาะหรือประเภทเซลล์ ตัวอย่างเช่น การศึกษาวิจัยจำนวนมากเกี่ยวกับเซลล์ประสาทในสมองขึ้นอยู่กับการใช้รังสีอัลตราไวโอเลตด้วยกล้องจุลทรรศน์เรืองแสงที่สร้างภาพเซลล์ประสาทโดยเฉพาะ

ในคำแนะนำนี้ ฉันจะพูดถึงหลักการพื้นฐานของกล้องจุลทรรศน์เรืองแสงและวิธีสร้างกล้องจุลทรรศน์เรืองแสงราคาประหยัดที่แตกต่างกันสามตัว ระบบเหล่านี้มักมีราคาหลายพันดอลลาร์ แต่มีความพยายามล่าสุดในการทำให้พร้อมใช้งานมากขึ้น การออกแบบที่ฉันนำเสนอที่นี่ใช้สมาร์ทโฟน dSLR และกล้องจุลทรรศน์ USB การออกแบบทั้งหมดเหล่านี้ยังใช้เป็นกล้องจุลทรรศน์แบบไบร์ทฟิลด์ได้ด้วย มาเริ่มกันเลย!

ขั้นตอนที่ 1: ภาพรวมกล้องจุลทรรศน์เรืองแสง

เพื่อให้เข้าใจแนวคิดพื้นฐานของกล้องจุลทรรศน์เรืองแสง ให้จินตนาการถึงป่าทึบในตอนกลางคืนที่เต็มไปด้วยต้นไม้ สัตว์ พุ่มไม้ และทุกสิ่งทุกอย่างที่อาศัยอยู่ในป่า หากคุณฉายไฟส่องเข้าไปในป่า คุณจะเห็นสิ่งปลูกสร้างเหล่านี้ทั้งหมด และอาจเป็นเรื่องยากที่จะนึกภาพสัตว์หรือพืชชนิดใดชนิดหนึ่ง สมมติว่าคุณสนใจที่จะเห็นพุ่มไม้บลูเบอร์รี่ในป่าเท่านั้น ในการทำสิ่งนี้ให้สำเร็จ คุณต้องฝึกหิ่งห้อยให้สนใจเฉพาะพุ่มไม้บลูเบอร์รี่ เพื่อให้เฉพาะพุ่มไม้บลูเบอร์รี่สว่างขึ้นเมื่อคุณมองเข้าไปในป่า คุณสามารถพูดได้ว่าคุณติดป้ายชื่อพุ่มไม้บลูเบอร์รี่ด้วยหิ่งห้อย เพื่อให้คุณเห็นภาพเฉพาะโครงสร้างบลูเบอร์รี่ในป่าเท่านั้น

ในแบบอะนาล็อกนี้ ป่าไม้เป็นตัวแทนของตัวอย่างทั้งหมด พุ่มไม้บลูเบอร์รี่เป็นตัวแทนของโครงสร้างที่คุณต้องการให้เห็นภาพ (เช่น เซลล์เฉพาะหรือออร์แกเนลล์ย่อยเซลล์) และหิ่งห้อยเป็นสารประกอบเรืองแสง กรณีที่คุณฉายไฟฉายเพียงลำพังโดยไม่มีหิ่งห้อยนั้นคล้ายคลึงกับกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงจ้า

ขั้นตอนต่อไปคือการทำความเข้าใจฟังก์ชันพื้นฐานของสารเรืองแสง (เรียกอีกอย่างว่าฟลูออโรฟอร์) ฟลูออโรฟอร์เป็นวัตถุขนาดเล็กมาก (ในระดับนาโนเมตร) ที่ออกแบบมาเพื่อยึดติดกับโครงสร้างเฉพาะในตัวอย่าง พวกมันดูดซับแสงในช่วงความยาวคลื่นที่แคบและปล่อยความยาวคลื่นของแสงออกมาอีกครั้ง ตัวอย่างเช่น ฟลูออโรฟอร์หนึ่งอาจดูดซับแสงสีน้ำเงิน (เช่น ฟลูออโรฟอร์ถูกกระตุ้นด้วยแสงสีน้ำเงิน) แล้วปล่อยแสงสีเขียวอีกครั้ง โดยปกติแล้วจะสรุปโดยสเปกตรัมการกระตุ้นและการปล่อย (ภาพด้านบน) กราฟเหล่านี้แสดงความยาวคลื่นของแสงที่ฟลูออโรฟอร์ดูดซับและความยาวคลื่นของแสงที่ฟลูออโรฟอร์ปล่อยออกมา

การออกแบบไมโครสโคปนั้นคล้ายกับกล้องจุลทรรศน์แบบไบร์ทฟิลด์ทั่วไปมาก โดยมีความแตกต่างที่สำคัญสองประการ อย่างแรก แสงที่จะให้แสงแก่ตัวอย่างจะต้องเป็นความยาวคลื่นที่กระตุ้นฟลูออโรฟอร์ (ตัวอย่างด้านบน แสงเป็นสีน้ำเงิน) ประการที่สอง กล้องจุลทรรศน์ต้องเก็บเฉพาะแสงที่ปล่อยออกมา (แสงสีเขียว) ในขณะที่ปิดกั้นแสงสีน้ำเงิน เนื่องจากแสงสีน้ำเงินไปทุกที่ แต่แสงสีเขียวมาจากโครงสร้างเฉพาะในตัวอย่างเท่านั้น ในการปิดกั้นแสงสีน้ำเงิน กล้องจุลทรรศน์มักจะมีบางสิ่งที่เรียกว่าตัวกรองทางยาวที่ช่วยให้แสงสีเขียวส่องผ่านได้โดยไม่ต้องใช้แสงสีน้ำเงิน ตัวกรองทางยาวแต่ละตัวมีความยาวคลื่นตัด หากแสงมีความยาวคลื่นมากกว่าจุดตัด แสงก็สามารถผ่านตัวกรองได้ จึงได้ชื่อว่า "ทางผ่าน" ความยาวคลื่นที่สั้นกว่าจะถูกบล็อก

ต่อไปนี้คือภาพรวมหลายประการของกล้องจุลทรรศน์เรืองแสง:

bitesizebio.com/33529/fluorescence-microsc…

www.microscopyu.com/techniques/fluorescenc…

www.youtube.com/watch?v=PCJ13LjncMc

ขั้นตอนที่ 2: การสร้างแบบจำลองกล้องจุลทรรศน์ด้วย Ray Optics

รองชนะเลิศการประกวดเลนส์