Pendarfluor kos rendah dan reka bentuk mikroskop medan terang
Dalam panduan ini, saya akan menyemak prinsip asas mikroskop pendarfluor dan cara membina tiga mikroskop pendarfluor kos rendah yang berbeza. Sistem ini biasanya menelan belanja beribu-ribu dolar, tetapi usaha baru-baru ini telah menjadikannya lebih mudah untuk diperoleh. Reka bentuk yang saya perkenalkan di sini menggunakan telefon pintar, dSLR dan mikroskop USB. Kesemua reka bentuk ini juga boleh digunakan sebagai mikroskop medan terbuka.
Langkah 1: Gambaran keseluruhan mikroskop pendarfluor
Untuk memahami konsep asas mikroskop pendarfluor, bayangkan hutan tebal, pokok, haiwan, pokok renek dan hutan lain yang tinggal di hutan pada waktu malam. Jika anda menyuluh lampu suluh ke dalam hutan, anda akan melihat semua struktur ini dan sukar untuk membayangkan haiwan atau tumbuhan tertentu. Andaikan anda hanya berminat melihat pokok renek blueberry di dalam hutan. Untuk mencapai matlamat ini, anda perlu melatih kelip-kelip untuk hanya tertarik dengan semak blueberry, supaya apabila anda melihat hutan, hanya semak blueberry yang akan menyala. Anda boleh mengatakan bahawa anda menanda semak beri biru dengan kelip-kelip, supaya anda boleh melihat struktur beri biru di dalam hutan.
Dalam analogi ini, hutan mewakili keseluruhan sampel, pokok renek blueberry mewakili struktur yang anda ingin gambarkan (seperti sel tertentu atau organel subselular), dan kelip-kelip ialah sebatian pendarfluor. Situasi menembak lampu suluh sahaja tanpa kelip-kelip adalah serupa dengan mikroskop medan terang.
Langkah seterusnya ialah memahami fungsi asas sebatian pendarfluor (juga dikenali sebagai fluorofor). Kelompok pendarfluor sebenarnya adalah objek kecil (skala nano) yang direka untuk menyambung struktur tertentu dalam sampel. Mereka menyerap cahaya daripada julat panjang gelombang yang sempit dan memancarkan semula cahaya daripada panjang gelombang yang lain. Sebagai contoh, kumpulan pendarfluor boleh menyerap cahaya biru (iaitu kumpulan pendarfluor teruja oleh cahaya biru) dan kemudian memancarkan cahaya hijau semula. Biasanya, ini diringkaskan melalui pengujaan dan spektrum pelepasan (seperti yang ditunjukkan dalam rajah di atas). Carta ini menunjukkan panjang gelombang cahaya yang diserap oleh fluorophore dan panjang gelombang cahaya yang dipancarkan oleh fluorophore.
Reka bentuk mikroskop sangat serupa dengan mikroskop medan terbuka biasa, dengan dua perbezaan utama. Pertama, cahaya yang menerangi sampel mestilah pada panjang gelombang kumpulan pendarfluor teruja (untuk contoh di atas, cahaya berwarna biru). Kedua, mikroskop hanya perlu mengumpul cahaya yang dipancarkan (lampu hijau) sambil menghalang cahaya biru. Ini kerana cahaya biru ada di mana-mana, tetapi cahaya hijau hanya datang daripada struktur tertentu dalam sampel. Untuk menyekat cahaya biru, mikroskop biasanya mempunyai sesuatu yang dipanggil penapis laluan panjang yang membolehkan cahaya hijau melalui tanpa cahaya biru. Setiap penapis long pass mempunyai panjang gelombang cutoff. Jika panjang gelombang cahaya lebih besar daripada panjang gelombang cutoff, ia boleh melalui penapis. Oleh itu, namanya "Pas Jarak Jauh". Panjang gelombang yang lebih pendek disekat.
Langkah 2: Memodelkan mikroskop menggunakan optik optik
Ini adalah langkah tambahan dalam mereka bentuk prinsip asas mikroskop. Tidak perlu membina mikroskop pendarfluor, jadi jika anda tidak mahu mendalami optik, anda boleh melangkaunya.
Kedua-dua mikroskop medan terang dan pendarfluor boleh dimodelkan menggunakan peranti optik sinar. Premis asas optik sinar ialah kelakuan cahaya adalah serupa dengan cahaya yang merambat jauh dari sumber cahaya. Apabila anda melihat sekeliling bilik, anda akan melihat cahaya matahari di luar tingkap atau cahaya yang dibawa oleh mentol. Kemudian cahaya diserap atau dipantulkan oleh objek di dalam bilik. Beberapa cahaya yang dipantulkan akan membuatnya menghadap mata anda. Jika objek diterangi, anda boleh bayangkan setiap titik pada objek memancarkan cahaya ke semua arah (seperti yang ditunjukkan dalam imej di atas). Kanta, seperti kanta di mata kita, memfokuskan cahaya ke satu titik supaya kita boleh melihat objek. Tanpa kanta, cahaya terus merambat ke luar dan tidak membentuk imej.
