مجهر المسح بالليزر متحد البؤر ذو التصميم البصري الفريد ونظام الكشف الذي يسمح لك بالحصول على المقاطع البصرية بأقصى قدر من الكفاءة. يمكنك العمل باستخدام مضان متعدد القنوات لما يصل إلى عشرة صبغات واستخدام الكشف الطيفي المستمر عبر نطاق الطول الموجي المرئي بالكامل.

إل إس إم 710على موقف المجهر المقلوب اكسيو أوبسيرف Z1هو المجهر متحد البؤر النهائي للبيولوجيا الخلوية والتنموية. جنبا إلى جنب مع ترايبود على التوالي AxioImagerأو AxioEmainer - إل إس إم 710يتحول إلى أداة للعمل في علم الأحياء العصبية وعلم وظائف الأعضاء ودراسة التفاعلات الحيوية في مجموعة واسعة من التجارب.

يتضمن التصميم البصري استخدام ما يصل إلى ثمانية منافذ ليزر وأي مجموعة من خطوط الليزر من طيف الأشعة فوق البنفسجية القريب إلى الأشعة تحت الحمراء. وحدة الكشف عن 34 قناة كوازاريسمح باستراتيجية التقاط مثالية لمختلف أطياف الانبعاث، دون الرجوع إلى المرشحات والمرايا مزدوج اللون. يمكنك دائمًا توجيه أي جزء من طيف الإشارة إلى أي كاشف تختاره.

يتضمن المسح الطيفي تجارب ذات دقة عالية واكتشاف ما يصل إلى 10 قنوات في وقت واحد.

في وحدة المسح إل إس إم 710يتم استخدام حل تقني متقدم: حلقة إعادة التدوير الطيفية الراجعة (حلقة إعادة التدوير الطيفية)، والتي توفر تضخيم الإشارة عن طريق إعادة تمرير جميع الأجزاء غير المقسمة من إشارة الفلورسنت بشكل متكرر من خلال الشبكة الطيفية. يؤدي تصحيح مستوى استقطاب جزء من الفلورسنت إلى زيادة إجمالي إشارة الانبعاث بمعدل 15 -17%!

تعديل إل إس إم 710 نلوهو مجهر مسح ليزري مزود بليزر الفيمتو ثانية متعدد الفوتون ويولد إشعاعًا عالي الكثافة في منطقة الأشعة تحت الحمراء 680-1080 نانومتر. بفضل خصائص هذا الليزر، يمكننا اختراق عمق يصل إلى 500 ميكرون، في حين يحدث الإثارة فقط داخل الحجم الصغير البؤري، أقل من 0.1 ميكرون 3، مما يسمح لنا بالتأثير بعناية على الأنسجة الحية.

تحديد:

• وحدة المسح المزودة بكاشفين أو ثلاثة كاشفات عالية الحساسية أحادية القناة أو بكاشف طيفي مكون من 34 قناة لالتقاط سريع ومتوازي لملف الانبعاثات الكامل؛
• الاختيار التعسفي للنطاق الطيفي لتسجيل الإشارات بدقة تصل إلى 3 نانومتر (المسح المتسلسل) و10 نانومتر (المسح الموازي)؛
• كاشف الضوء المنقول
• مرآتان مسح جلفانوميتريتان مستقلتان؛
• دقة المسح من 4 × 1 إلى 6144 × 6144 بكسل؛
• سرعة المسح - 14 × 2 سرعات المسح؛ 5 إطارات/ثانية بدقة 512 × 512 بكسل؛ 0.38 مللي ثانية/خط 512 بكسل (2619 خطًا/ثانية)؛
• تكبير المسح ZOOM من 0.6x إلى 40x في خطوات 0.1x؛
• دوران مجاني 360 درجة لإطار المسح؛
• ثقب متحد البؤر - ثقب متحد البؤر مزود بمحرك مع ضبط سلس للقطر والإحداثيات؛
• عرض البيانات - 8 أو 12 أو 16 بت؛
• خطوط الليزر - 355، 405، 458، 488، 514، 543، 561، 594، 633؛ أعيد بناؤها 488-640؛
• خيارات ترايبود - مقلوب AxioObserver; مستقيم AxioImager; مباشرة مع طاولة ثابتة AxioExaminer.

وقد سهلت التطورات في الهندسة الوراثية، وعلم البروتينات، والتكنولوجيا الحيوية، والمستحضرات الصيدلانية الحديثة والطب الحيوي الإدخال السريع لتقنيات الفحص المجهري متحد البؤر الجديدة، وهي تستخدم الآن على نطاق واسع في بيولوجيا الخلية.

يمكن اعتبار المجهر الفلوري متحد البؤر نوعًا من المجهر الفلوري التقليدي، والذي يسمح بدراسة البنية المجهرية الداخلية للخلايا، ليس فقط الخلايا الثابتة، بل أيضًا الحية، وتحديد الكائنات الحية الدقيقة وهياكل الخلايا والجزيئات الفردية، ومراقبة العمليات الديناميكية في الخلايا. . بالإضافة إلى ذلك، أتاح الفحص المجهري الفلوري متحد البؤر إمكانية دقة ثلاثية الأبعاد دون الميكرون للكائن ووسع بشكل كبير إمكانية التحليل غير المدمر للعينات الشفافة. يتم تحقيق زيادة الدقة من خلال استخدام الليزر في المجاهر متحد البؤر كمصادر للضوء وحجاب متحد البؤر لتصفية الفلورسنت خارج التركيز. تتمثل ميزة الليزر على مصابيح الزئبق أو الزينون في أحادية اللون والتوازي العالي لشعاع الضوء المنبعث. تضمن خصائص إشعاع الليزر تشغيلًا أكثر كفاءة للنظام البصري للمجهر، وتقلل من عدد الوهج، وتحسن دقة تركيز شعاع الضوء. في العينة، لا يضيء الليزر مجال الرؤية بأكمله، كما هو الحال في المجهر الفلوري، ولكنه يركز على نقطة معينة. بالطبع، في هذه الحالة، يقوم شعاع الليزر بإثارة التألق عند النقطة المحورية وفي جميع طبقات العينة التي يمر عبرها. وإذا تم تسجيل هذا التألق خارج التركيز البؤري المنبعث من الطبقات الموجودة أعلى وأسفل المستوى البؤري مع الإشارة الرئيسية من تركيز العدسة، فإنه يؤدي إلى انخفاض دقة النظام البصري. يسمح لك الحجاب الحاجز البؤري بالتخلص من التألق خارج نطاق التركيز. عن طريق تغيير قطر الحجاب الحاجز متحد البؤر، من الممكن تحديد سمك الطبقة البصرية بالقرب من تركيز شعاع الليزر، وبالتالي يتم إلغاء تركيز الفلورسنت المنبعث أعلى وأسفل التركيز على الحجاب الحاجز متحد البؤر ولا يتم تسجيله. بفضل هذا، يوفر الفحص المجهري متحد البؤر دقة محسنة، بشكل أساسي على طول المحور Z.

يتيح الفحص المجهري متحد البؤر الحديث حل ثلاث مشاكل رئيسية: دراسة البنية الدقيقة للخلية، والتجميع (الترتيب المكاني) لمادتين أو أكثر في الخلية، وكذلك دراسة العمليات الديناميكية التي تحدث في الخلايا الحية.

بفضل الدقة المحسنة، وخاصة زيادة دقة المحور Z، والقدرة على إنشاء سلسلة من المقاطع "البصرية"، يسمح لك المجهر متحد البؤر بدراسة البنية الدقيقة لجسم ما في ثلاثة أبعاد. تتيح لك البرامج الخاصة إنشاء صورة ثلاثية الأبعاد لجسم ما (3D) من سلسلة من المقاطع البصرية ومشاهدتها من زوايا مختلفة، مما يمكن أن يوفر معلومات قيمة حول شكل الخلايا والهيكل الخلوي وبنية النواة والكروموسومات وحتى توطين الجينات الفردية فيها، وكذلك الموقف النسبي لهذه العناصر.

إن استخدام وضع التشغيل متعدد الأطياف (مع عدة فلوروكروم) لمجهر متحد البؤر المسح بالليزر يجعل من الممكن دراسة التجميع (الترتيب المتبادل المكاني) في خلية مكونة من مادتين مختلفتين أو أكثر، على سبيل المثال، البروتينات الموسومة بأصباغ فلورسنت مختلفة. عند فحص مثل هذه المستحضرات بالمجهر الفلوري التقليدي، من المستحيل أن نقول على وجه اليقين ما إذا كانت هذه المواد موجودة بجانب بعضها البعض أو واحدة تحت الأخرى. باستخدام طريقة المقاطع البصرية وإعادة البناء ثلاثي الأبعاد للكائن، من الممكن إعادة إنشاء التوزيع الحجمي للمواد. يسمح الوضع متعدد الأطياف أيضًا بإجراء دراسات FISH على مجهر متحد البؤر.

إن القدرة على الحصول على سلسلة زمنية من الصور ذات الدقة المكانية العالية تجعل من الممكن دراسة التغيرات التي تحدث في الخلايا وبنيتها مع مرور الوقت (إعادة البناء رباعي الأبعاد). بالإضافة إلى ذلك، بفضل وجود الليزر ونظام المسح، من الممكن ليس فقط تسجيل التغييرات المؤقتة، ولكن أيضًا التأثير على الهياكل الخلوية بإشعاع الليزر مع مراقبة العمليات الجارية في نفس الوقت.

أصبحت الطرق الجديدة للمسح المجهري متحد البؤر بالليزر منتشرة على نطاق واسع في العلوم الأساسية، كما يتم استخدامها بشكل متزايد في البحث العملي والطب التشخيصي.

تتيح طرق الفحص المجهري متحد البؤر تحديد قدرة المواد على التراكم في السيتوبلازم أو النواة أو هياكل الخلية الأخرى، وتسجيل تكوين المستقلبات، وقياس حركية تراكم واستقلاب المواد في الخلية، ومعدل إزالة المواد من الخلية، ومقارنة شدة التمثيل الغذائي في خطوط الخلايا المختلفة وتحت ظروف مختلفة. وتستخدم هذه الأساليب بشكل متزايد في دراسات آليات عمل كل من المواد المسرطنة والأدوية والمركبات المضادة للأورام، وتجعل من الممكن حساب تركيزاتها الفعالة.

إن تحليل شدة وشكل أطياف التألق الداخلي يجعل من الممكن التعرف على الخلايا الطبيعية والالتهابية، وقد تم اقتراح هذه الطريقة، على وجه الخصوص، كطريقة جديدة للتشخيص المبكر لعنق الرحم.

من خلال اختيار مجموعة من المرشحات لعدة أنواع من التألق الداخلي، فمن الممكن، دون إجراء تلطيخ كيميائي نسيجي والحصول على عمالة مكثفة وفحص أقسام متعددة، للتمييز بين هياكل الأنسجة الخبيثة والعادية في عينات الخزعة من الغدد الليمفاوية من المرضى الذين يعانون من اعتلال عقد لمفية من أصول مختلفة.

تستخدم طرق الفحص المجهري متحد البؤر على نطاق واسع في علم الأجنة وعلم الأحياء المائية وعلم النبات وعلم الحيوان في دراسة بنية الأمشاج وتطور وتكوين الكائنات الحية.

يتطور الفحص المجهري متحد البؤر باستمرار، ويتم إدخال طرق بحث جديدة موضع التنفيذ لدراسة آليات عمل الكائنات الحية على المستويات الخلوية وتحت الخلوية والجزيئية، والتي يزداد الطلب عليها كل يوم في البحوث التطبيقية والتشخيص. ظهور مجهر المسح بالليزر متحد البؤر الشخصي FV10iيسمح لك بتوسيع نطاق تطبيق تقنيات البؤر. مجهر FV10iيؤدي نفس وظائف أنظمة المسح متحد البؤر البحثية المتطورة FV1000. تم دمج جميع المكونات الرئيسية في الجسم المدمج: 4 أجهزة ليزر ديود، وكاشف مسح طيفي، وبرمجيات بديهية، وحاضنة، ومسرح آلي، ومنصة مضادة للاهتزاز، وحتى "غرفة مظلمة". يعد هذا المجهر مثاليًا لأولئك الذين بدأوا للتو في العمل باستخدام تقنيات متحد البؤر، ولأولئك الذين يرغبون في تحرير المجاهر البحثية متحد البؤر من المهام الروتينية، ولمختبرات التشخيص، والمختبرات ذات الميزانية المحدودة، لتطبيقات التدريس وتطبيقات البحث في ظروف راحة محدودة، على سبيل المثال. في المحطات البيولوجية.

يسمح المجهر متعدد المعلمات المصمم حديثًا من Leitz بالتحليل المتزامن لامتصاص الهيموجلوبين لخلايا الدم الحمراء وفلورة الخلايا التي تحمل علامة FITC والتي تحتوي على الهيموجلوبين S، ويمكن تحليل ملايين الخلايا. يقوم النظام (LEYTAS)، إلى جانب جهاز كمبيوتر لتحليل الصور، أولاً بتركيز جميع خلايا الدم الحمراء وحسابها على طول صف واحد من مجالات الرؤية باستخدام الضوء البنفسجي المنخفض الإضاءة (415 نانومتر). بعد المسح على طول خط واحد بطول 8 سم، يتم تحويل الإضاءة من الإرسال إلى الحادث عن طريق أمر الكمبيوتر، ويتم إعادة تحليل جميع مجالات الرؤية على طول خط المسح، والمسح بحثًا عن الأجسام الفلورية وفقًا لمنحنى المواضع البؤرية المحددة مسبقًا. لكل كائن محدد، يتم تخزين صور الفلورسنت وصور الامتصاص الخاصة به في الذاكرة كمستويات رمادية. من الذاكرة، يتم عرض الصورة على شاشة التلفزيون، مما يسمح لك بتقييم الكائنات المحددة بصريا (الشكل 6.9). ولكل إشارة مشبوهة، يتم تخزين صورة فلورية وصورتين امتصاصيتين في الذاكرة. تسمح المقارنة المرئية لصور التألق والامتصاص عند التكبير العالي بتحديد طبيعة إشارة معينة. وبهذه الطريقة، يمكن تمييز القطع الأثرية عن الخلايا الجديرة بالملاحظة. يتم تأكيد حقيقة أن الإشارة تتوافق فعليًا مع خلية متحولة باستخدام المجهر. وبما أن جميع الإحداثيات مخزنة في الذاكرة، يتم وضع الخلايا تلقائيًا. معظم الإشارات هي التحف. في التين. 6.9، ربما يشير الإطار رقم 79 فقط إلى خلية متحولة، والتي يمكن تأكيدها باستخدام المجهر.

أرز. 6.9. الكشف عن الصور المشبوهة في شريحة ملطخة بمصل مضاد للهيموجلوبين يحمل علامة FITC باستخدام نظام LEYTAS. يتم عرض هذه الصور على الشاشة. من اليسار إلى اليمين: رقم الإطار وصورته الفلورية وصورة لنفس الإطار المتكون نتيجة الامتصاص عند تكبير أعلى

تم استخدام أجسام مضادة أخرى ضد كريات الدم الحمراء الطافرة بواسطة Langlois et al. ، الذي حدد الخلايا الطافرة باستخدام قياس التدفق الخلوي. يمكن الافتراض أن تواتر الطفرات المحددة في هذا العمل كان أعلى بكثير من تواتر ظهور الخلايا التي تحتوي على HbS.

بالإضافة إلى تحديد الطفرات النادرة، يمكن أيضًا استخدام تحليل الصور لتحديد الخلايا السرطانية النادرة في حالة هدوء، وكذلك الخلايا المصابة بالفيروسات في المراحل المبكرة من المرض المعدي.

7. المسح المجهري بالليزر

عادة في الفحص المجهري، يتم الحصول على صور لهياكل صغيرة جدًا عن طريق إضاءة الشريحة بأكملها وتكبير الصورة باستخدام عدسة موضوعية. عند استخدام كاميرا تلفزيون مع المجهر، لا يتغير مبدأ الحصول على الصورة - يتم إنشاء الصورة أيضًا بواسطة الكائن، وعندها فقط يتم مسحها ضوئيًا بواسطة كاميرا التلفزيون. في الواقع، تم استخدام جميع طرق المسح بشكل رئيسي في مجال القياس الدقيق للغاية - لتحديد قيم الامتصاص أو التألق أو الانعكاس. في الآونة الأخيرة، تم تطبيق تقنيات المسح لإنتاج صور عالية الجودة باستخدام أشعة الليزر عالية الطاقة ومتوازية بشكل جيد. في الفحص المجهري للمسح الضوئي بالليزر، لا تتم إضاءة الكائن بأكمله، بل يتم مسحه خطوة بخطوة. عند كل نقطة مضيئة يتم قياس الضوء المنبعث أو المنعكس أو المنبعث. يتم إنشاء الصورة من خلال تجميع نتائج هذه القياسات لكل نقطة بعد معالجتها تناظريًا أو رقميًا، مثل المصفوفة في ذاكرة الكمبيوتر.

في الجهاز المتوفر في مختبرنا (زايس، ألمانيا)، يتم إجراء المسح باستخدام الجلفانومترات المزودة بمحركات مؤازرة. وقت المسح قصير نسبيًا (2 ثانية لكل حقل 512 × 512 بكسل). يتم التحكم في عملية المسح بواسطة معالج دقيق. يتم استخدام PMT ككاشف ضوئي. تمر إشارتها عبر وحدة معالجة تناظرية تتحكم في السطوع والتباين.

بعد الرقمنة، تدخل هذه الإشارة إلى الذاكرة المؤقتة، حيث يتم تسجيلها بتردد الفيديو. وبناء على ذلك، يتم الحصول على صورة ثابتة على الشاشة بشرط أن يكون الجدول ثابتا أثناء القراءة. يمكن تحقيق التكبير المتغير بسلاسة باستخدام وحدة التكبير المتغيرة. يمكن استخدام مجهر الليزر الماسح مع مصدر ضوء الليزر التقليدي أو. يمكن أن ينتج الليزر كلاً من الإضاءة الحادثة (للانعكاس والتألق) والإضاءة المنقولة (للامتصاص أو الطور أو تباين التداخل التفاضلي). كمصدر إضاءة تقليدي، لا يمكن استخدام سوى المصباح المتوهج المجهز بدليل ضوئي. لتوفير إمكانات تركيز وبحث أفضل على الشريحة، بالإضافة إلى فحص الشرائح ذات الألوان المزدوجة، أضفنا وحدة إضاءة epi تقليدية إلى الماسح الضوئي بالليزر. المزايا الرئيسية للمسح بالليزر هي:

1) انخفاض مستوى التألق الذاتي في المسار البصري، والذي يتم تحقيقه من خلال الإضاءة الموضعية؛

2) حساسية المجهر العالية الناتجة عن استخدام ضوء الليزر القوي المركز على نقطة ما. ومن الممكن أن نلاحظ حتى الفلورسنت ضعيفةتحقيقات الحمض النووي.

3) استخدام البصريات منخفضة التكبير. كثافة الفلورسنت عالية بما يكفي بحيث تسمح بالعمل مع عدسة X2.5. وهذه ميزة مهمة عند إجراء أبحاث الدماغ؛

4) مستوى منخفض من الخبو، حيث أن وقت الإضاءة لكل نقطة قصير جدًا؛

5) القدرة على إجراء تحليل متعدد المتغيرات.

6) المسح المتسلسل على مستويات مختلفة مع الفحص المجهري متحد البؤر. تُستخدم هذه الطريقة في الدراسات التي يكون فيها من الضروري العمل باستخدام مضان ضعيف جدًا،

على سبيل المثال، عند إجراء رد فعل التهجين. كما أفاد الفحص المجهري للمسح بالليزر أبحاث الدماغ لأنه يسمح باستخدام البصريات منخفضة التكبير، وهو أمر ضروري لدراسة الاتصالات في الشبكات العصبية. في التين. يوضح الشكل 6.10 الخلايا العصبية المأخوذة من قرن آمون في فأر. تم تصنيف هذه الخلايا لتحديد جزيئات معينة. بالمقارنة مع الفحص المجهري الفلوري العادي، فإن التباين بين الصورة والخلفية التي يتم الحصول عليها باستخدام المسح بالليزر أعلى بكثير: لا يتبقى سوى مستوى منخفض جدًا من توهج الخلفية غير المرغوب فيه. باستخدام المسح بالليزر، يمكن أيضًا قياس التفاعل لأن التقنية تسمح بتعيين عتبة بين الخلايا والخلفية لتحسين تباين الصورة من المستحضرات ذات المستويات المنخفضة جدًا من منتج التفاعل.

بالإضافة إلى ذلك، يفتح المسح بالليزر إمكانيات جديدة للفحص باستخدام المجهر الضوئي دون تلطيخ إضافي للأجزاء فائقة الدقة المعدة للفحص المجهري الإلكتروني.

أرز. 6.10. صورة مضان لحصين الفئران تم الحصول عليها باستخدام مجهر المسح بالليزر. تم علاج الأقسام باستخدام الأجسام المضادة أحادية الفوسفات المضادة للجوانين. التكبير: عدسة X40؛ العدسة XY. شريط النطاق 100 ميكرومتر.

8. الأدب

1. يونغ، إم آر (1961) كوارت. جيه ميكروسك. العلوم، 102، 419.

2. السعر، Z. H. (1965) صباحا. جيه ميد. تكنول.، 31، 45.

3. Rost، F. W. (1972) في الكيمياء النسيجية النظرية والتطبيقية. Everson Pearse، A. G (ed.)، Churchill Livingstone، Edinburgh، Vol. 2، ص. 1171،

4. سيجل، جي آي (1982) كثافة العمليات. مختبر، 12، 46.

5. Ploem, J. S. and Tanke, H. (1987) مقدمة في الفحص المجهري الفلوري. الجمعية المجهرية الملكية، مطبعة الجامعة، أكسفورد.

6. لانسينغ تايلور، دي، واجونر، إيه إس، ميرفي، آر إف، لاني، إف وبيرج، آر آر (1986) تطبيقات التألق في العلوم الطبية الحيوية. آلان ليس، نيويورك.

7 باتزيت، دبليو. (1972) ليتز ميت. ويس. أوند تكني، بي دي في، رقم 7، 226.

8 جيلوه، هـ. وسيدات، ج. و. (1982) العلوم، 217، 1252.

9 Johnson, G. D. and de C. Nogueira Araujo, G. M. (1981) J. Immunol. الطرق، 43، 349.

10 بلوم، J. S. (1967) Zeitschrift Wiss. المجهر، 68، 129.

11 Nairn R. S (1976) تتبع البروتين الفلوري. ليفينغستون، ادنبره.

12. كرافت، دبليو (1973) ليتز تكن. إعلام.، 2، 97.

غالبًا ما يطلق على أنتوني فان ليفينهوك اسم مخترع المجهر. من وجهة نظر تاريخية، هذا ليس صحيحًا تمامًا: قبله بفترة طويلة، قدم غاليليو الشهير والأب والابن يانسن وكورنيليوس دريبل أدواتهم البصرية للجمهور. ومع ذلك، فإن شهرة ليفينهوك ليست بلا أساس على الإطلاق: فهو أول من تمكن من فحص الكائنات وحيدة الخلية، وخلايا الدم، وبنية عيون الحشرات - أي الوصول حقًا إلى المستوى الجزئي.

إن تعليق السقوط وعدم سقوطه هو المهمة الأكثر صعوبة. قلم رصاص أو قلم حبر جاف مناسب لهذا الغرض. يجدر تجربة زوايا الميل وكمية الماء.

وخلافًا للاعتقاد الشائع، لم يكن مجهر ليفينهوك مشابهًا على الإطلاق للمجهر الحديث. وهي تتألف من عدسة واحدة مثبتة في حامل ثلاثي الأرجل خاص. يفضل الشخص الجاهل تسمية هذا الجهاز بالعدسة المكبرة.

إن ضرب قطرة ماء بالليزر ليس بالأمر السهل. من المهم جدًا أن تكون قادرًا على تثبيت المؤشر بشكل آمن. استخدمنا أقواس لحام من متجر راديو.

قطرة الماء هي نفس العدسة. ألقِ نظرة على التعريف: العدسة عبارة عن قطعة من مادة شفافة متجانسة يحدها سطحان مصقولان منكسران للدوران (أسطح كروية). القطرة لها شكل كرة، والماء متجانس، والتوتر السطحي يعمل بشكل أفضل من أي طلاء عليه، وأخيرًا، معامل انكسار الماء لا يساوي معامل انكسار الهواء. هذا يعني أن القطرة هي عدسة، على الرغم من أنها ليست عدسة جيدة جدًا.

مساحة الصورة على الشاشة أكبر بعدة مرات من المقطع العرضي لشعاع الليزر. لذلك، لضمان صورة مشرقة، فإن الأمر يستحق الحصول على مؤشر ليزر قوي مع شعاع أخضر.

إذا وجهنا مؤشر ليزر نحو قطرة وقمنا بإسقاطه على ورقة بيضاء، فسنرى ما يحدث داخل القطرة. ينتج الليزر إشعاعًا متماسكًا (بالمعنى المجازي، متوازيًا)، لذا يمكننا القول أن شعاعه كان مركّزًا بشكل مثالي في البداية. من الناحية النظرية، يمكن استخدام مصباح عادي، ولكن لتركيز ضوءه بدقة في قطرة، ستكون هناك حاجة إلى نظام بصري أكثر تعقيدًا. لا تخدع نفسك: هذه تجربة جيدة في مجال البصريات، ولكن ليس في علم الأحياء. عامل تكبير القطرة صغير، لذا فإن الأشياء التي تراها على الشاشة ليست كائنات دقيقة على الإطلاق، ولكنها مجرد جزيئات غبار أو شعيرات صغيرة. يتم إنشاء تأثير الحركة عن طريق خلط الماء داخل القطرة. ومع ذلك، لا يمكن إنكار هذه التجربة من حيث الترفيه.

مجهر متحد البؤر ضوئي متعدد الوظائف وعالي الأداء ومجهر ليزر متحد البؤر OPTELICS HYBRID له عدد من المزايا: نوعان من البصريات متحد البؤر في مجهر واحد، ومقياس تداخل تحول الطور، والقدرة على المراقبة في تباين التداخل التفاضلي، وقياس سمك الأغشية الرقيقة باستخدام التحليل الطيفي الانكسار.
قم بتنزيل الكتيب.

الخصائص

• مراقبة ملونة عالية الدقة 24 بت
• الملاحظات والقياسات واسعة النطاق
• تحديد سمك الأفلام الشفافة
• التكبير العالي
• دقة عالية
• تباين عالي
• تصور عيوب النانومتر والشقوق والجزيئات على سطح مستو

وظائف تحليلية

الملف الشخصي / القياسات المقارنةقياس شكل السطح على طول خط محدد من قبل المستخدم.
بُعد مقارنة لقياس الفرق عبر صفوف متعددة.
معايير القياس: العرض، الارتفاع، الزاوية، نصف القطر المعدل، الانحراف

قياسات العرض والملعب
مثالية لقياس عرض أنماط أشباه الموصلات. يتم تحقيق الدقة والتكرار الرائدين في الصناعة باستخدام بصريات وكاشفات فريدة.

• دقة:
  ± ميكرومتر
  (على سبيل المثال ± 0.025 ميكرومتر لعرض الخط 5 ميكرومتر)
• التكرار:
  3σ = 0.01 ميكرون

قياس خشونة السطح
قياس خشونة السطح طبقاً لمعايير JIS وISO. يمكن إجراء قياسات خشونة عالية الدقة لأي نوع من العينات بفضل طريقة القياس غير التلامسية.

• خشونة ثنائية الأبعاد
  خشونة السطح: Ra، Rp، Rv، Rc، Rt، Rq، Rsm، Rk، Rpk، Rvk، إلخ.
  JIS B 0671: Rk، Rpk، Rvk، Mr1، Mr2، A1، A2، إلخ.
  RMR
• خشونة ثلاثية الأبعاد
  معلمات الخشونة: Sa، Sp، Sv، Sz، pl، إلخ.
  معلمات الحجم: Sk، SPK، SVK، SMR1، VVK، VVV، إلخ.

تحليل الخصائص الهندسية
يقوم HYBRID بتحليل أكثر من 20 خاصية، بما في ذلك المساحة والحجم ومركز الثقل وما إلى ذلك. مخرجات نتيجة التحليل متاحة في شكل جدول بيانات.

قياسات ثنائية الأبعاد
قياس وظائف ثنائية الأبعاد مثل الطول والزاوية ونصف القطر وما إلى ذلك.

قياس فرق الارتفاع
قياس فروق الارتفاع في منطقة يحددها المستخدم

قياس سماكة الفيلم (قياسات عرضية XZ)
يتم الحصول على سمك الفيلم عن طريق حساب المسافة بصريًا بين سطح الفيلم وسطح الركيزة باستخدام الضوء المنعكس. مثال: أفلام PI على الركيزة.

إدارة بيانات النتائج التجريبية

سرعة عالية ودقة قياس عالية

• سرعة القياس الرائدة في الصناعة. يحقق HYBRID معدل إطار يبلغ 15 هرتز، أي أسرع بأربع مرات تقريبًا من CLSM (مجهر المسح بالليزر متحد البؤر) النموذجي، مما يجعله أداة قوية للقياسات التلقائية عالية السرعة والترقيع والمراقبة عالية السرعة.
• خليط عالي السرعة. تتيح لك هذه الميزة تجميع كائن كبير معًا، كما هو موضح في الصورة، من العديد من القطع الصغيرة من الصور. يؤدي هذا إلى إنشاء صورة مجال رؤية واسعة بسلاسة. يبلغ وقت العملية حوالي 1/6 من الوقت المطلوب لـ CLSM النموذجي. (عدد الشاشات: 1/1.5، قياس وقت الشاشة: 1/4)
• التحسين التلقائي عالي السرعة لنطاق القياس. في Patchwork، يتم تحديد ارتفاع الفجوة داخل كل مجال رؤية تلقائيًا لضبط نطاق القياس تلقائيًا. وهذا يمنع حدوث أخطاء في إدخال بيانات الصورة ويقلل وقت المسح بشكل كبير.
• عرض رسم الخرائط لمناطق الصورة. يمكن عرض الموضع الحالي للقياسات التي يتم التقاطها في مجال رؤية أوسع للصورة. تتيح لك هذه الوظيفة أيضًا الانتقال إلى نقطة القياس بنقرة واحدة، والترقيع التلقائي إلى منطقة محددة على الخريطة، وتنسيق إدارة المعلومات في موضع محدد.
• دقة القياس والتكرار الرائدة في الصناعة. الدقة العالية مطلوبة لأجهزة القياس. دقة عالية:
  عرض الخط: ± ميكرومتر
  قياس الارتفاع: ±(0.11+L/100) ميكرومتر
• مستوى عال من التكرار. عرض قياس الخط 3: 10 نانومتر
  قياس الارتفاع: 10 نانومتر
  يحقق HYBRID إمكانية التكرار الرائدة في الصناعة ويكتشف الذروة الحقيقية الموجودة في فجوة القياس بناءً على منحنى IZ المحسوب باستخدام خوارزمية خاصة.

قياسات التداخل البصري

قياس الارتفاع بمقياس نانومتر على مجال رؤية واسع. من الممكن إجراء قياسات دقيقة للارتفاع على المستوى النانوي بمقياس مجال الرؤية المليمتري.
الخصائص
دقة قياسات الارتفاع باستخدام التداخل البصري مستقلة عن العدسة الموضوعية NA. لذلك من الممكن الحصول على دقة عالية، حتى في مجال رؤية واسع. إنها مناسبة لقياس المقعرة/المحدبة فائقة الدقة وخشونة السطح والمخالفات مع الحفاظ على رؤية واسعة الزاوية بمقياس ملليمتر. يمكنك توسيع نطاق تطبيقات القياس بشكل كبير من خلال استكمال هذه الطريقة بالبؤرة، وهي أكثر ملاءمة لقياس المنحدرات والأسطح الخشنة.

المبدأ الأساسي لقياسات التداخل البصري
يتم قياس ملفات تعريف السطح بدقة نانومترية من تحليل أنماط التداخل الناتجة عن تداخل العدسة. يتم تقسيم الضوء إلى مصفوفتين باستخدام مقسم شعاع داخل العدسة. تنعكس إحدى المصفوفتين على سطح العينة، بينما تذهب المصفوفة الأخرى إلى المرآة المرجعية وتنعكس. يتم تثبيت كل من الحزم المنعكسة على العدسة الموضوعية لتشكيل أنماط التداخل الناتجة عن اختلافات المسار البصري. نظرًا لأنه تم ضبط الجهاز بحيث لا يوجد اختلاف في المسار البصري عند الموضع البؤري، تشير هامش التداخل إلى المنخفضات والانتفاخات على سطح العينة.

المسح الرأسي لقياس تداخل الضوء الأبيض
هامش التداخل له تباين قوي في المستوى البؤري. يتم تحديد ذروة السطوع في الهامش لقياس الارتفاع مع موثوقية الفحص المجهري متحد البؤر.

قياس تداخل تحول الطور
قياس ارتفاع أنجستروم هو درجة دقة القياسات من تحليل الطور لأهداب التداخل عند طول موجي واحد للضوء (546 نانومتر)، والتي يتم الحصول عليها مع تغير الطور في عدة مراحل. يقتصر نطاق القياس على نصف الطول الموجي، ولكن زمن القياس هو عدة ثوان.

قياس سماكة الفيلم باستخدام قياس الانعكاس الطيفي

قياس سمك الفيلم الشفاف. يمكنك قياس سمك الورق الشفاف باستخدام 6 أطوال موجية في الضوء الأبيض. منطقة القياس قابلة للتكوين بواسطة المستخدم. تنطبق هذه الميزة على الأفلام المطلية بالسطح أو الأفلام المنقوشة. يتوفر قياس الانعكاس الطيفي لقياس سماكة الفيلم الشفاف على مقياس النانومتر. وهذا يعوض عن عيوب البصريات متحد البؤر، التي لا يمكنها اكتشاف موضع التركيز للفيلم بسمك قريب من الطول الموجي للضوء، وبالتالي غير مناسب لقياس السمك.

مبدأ قياس الانعكاسات الطيفية
يمكن قياس سمك الفيلم باستخدام طيف الانعكاس الذي تم الحصول عليه عن طريق قياس الانعكاس الطيفي بعد ضبط المعلمات باستخدام نموذج محاكاة بصري. ويبين الطيف المنعكس العلاقة بين الانعكاس المطلق والطول الموجي. ويختلف حسب سمك الفيلم والثوابت البصرية. يتم تحديد الانعكاس المطلق من خلال تداخل الغشاء الرقيق الناتج عن انعكاسات متعددة للضوء بين سطح الفيلم والركيزة.

يتم اختيار ستة أطوال موجية من الضوء الأبيض للحصول على صورة منعكسة لكل منها وحساب الانعكاس. يتم استخدام الثوابت الضوئية (معامل الانكسار ومعامل الانقراض) للأغشية الرقيقة والركائز في النموذج البصري لحساب الانعكاس المطلق من معامل فريسنل وقياس سمك الفيلم بعد ضبط المعلمات.

ملاحظات متحد البؤر واسعة المجال في الضوء الأبيض

مجال رؤية واسع للمراقبة الفعالة
يعد مجال الرؤية أوسع بمقدار 1.6 مرة من مجهر المسح بالليزر متحد البؤر CLSM النموذجي.

دقة قياس عالية عند التكبير المنخفض
باستخدام عدساتنا الخاصة، من الممكن إجراء قياسات دقيقة للغاية بتكبير منخفض، وهو أمر يصعب تحقيقه باستخدام CLSM القياسي. تم تصميم العدسة خصيصًا لمجال رؤية واسع ودقة قياس عالية، وعدسات شيئية High-NA (فتحة رقمية عالية القيمة) مع تكبير 5x، 10x، 20x.

مجال رؤية واسع ودقة عالية

يعد الفحص المجهري متحد البؤر أحد طرق الفحص المجهري الضوئي التي تتميز بتباين كبير مقارنة بالمجاهر الكلاسيكية التقليدية. السمة المميزة لهذه الطريقة هي استخدام الحجاب الحاجز الذي يمكنه قطع تدفق الضوء المتناثر في الخلفية.

في المجهر متحد البؤر، يتم تسجيل صورة لتيار واحد من الجسم في كل لحظة من الزمن. يتم الحصول على صورة كاملة عن طريق مسح حركة العينة أو إعادة ترتيب النظام البصري. وبعد العدسة الموضوعية يقع حاجز صغير بحيث يمر الضوء المنبعث من النقطة محل الدراسة من خلالها ويتم تسجيله، كما يتأخر الضوء المنبعث من النقاط الأخرى بواسطة الحجاب الحاجز.

تتيح طريقة البحث الموصوفة دراسة البنية الداخلية للخلايا المختلفة. بمساعدتها، يمكنك تحديد الجزيئات الفردية وهياكل الخلايا، والكائنات الحية الدقيقة، وكذلك العمليات الديناميكية التي تحدث في الخلايا.

وصف طريقة الفحص المجهري متحد البؤر

بفضل المجهر الفلوري متحد البؤر، أصبح من الممكن الحصول على توسيع ثلاثي الأبعاد للأجسام، كما توسعت بشكل كبير القدرة على إجراء تحليل غير مدمر للعينات الشفافة. بفضل استخدام الليزر كمصادر للضوء في هذه المجاهر، يتم تحقيق زيادة في دقة وضوحها.

بالمقارنة مع مصابيح الزينون أو الزئبق، يتمتع الليزر بمزايا كبيرة، حيث أن لديه القدرة على أن يكون أحادي اللون، وكذلك موازيًا للغاية لشعاع الضوء المنبعث. توفر خصائص إشعاع الليزر هذه للنظام البصري تشغيلاً أكثر كفاءة، فضلاً عن تقليل كمية الوهج وزيادة دقة تركيز شعاع الضوء.

في العينة قيد الدراسة، لا يضيء الليزر مجال الرؤية بأكمله، ولكنه يركز على نقطة معينة. يسمح لك الحجاب الحاجز متحد البؤر بالتخلص من التألق خارج نطاق التركيز، مع تغيير قطر الحجاب الحاجز، يمكنك تحديد سمك الطبقة البصرية بدقة بالقرب من تركيز شعاع الليزر. بفضل هذه الخاصية، يسمح الفحص المجهري متحد البؤر بتحسين الدقة على طول المحور Z.

تتيح لك البرامج الخاصة المجهزة بالمجاهر متحد البؤر إنشاء صور ثلاثية الأبعاد للكائنات من سلسلة من الأقسام البصرية، وكذلك عرضها من زوايا مشاهدة مختلفة.

إن استخدام مجهر متحد البؤر متعدد الأطياف للمسح بالليزر يجعل من الممكن دراسة تحلل المواد المختلفة في الخلايا. يتيح لك الوضع متعدد الأطياف إجراء دراسات FISH باستخدام مجهر متحد البؤر.

أمثلة على الدراسات التي أجريت باستخدام المجهر متحد البؤر

يساعد الفحص المجهري متحد البؤر على دراسة قدرة المواد المختلفة على التراكم في النواة أو السيتوبلازم أو الهياكل الخلوية الأخرى. غالبًا ما تُستخدم هذه القدرات في عملية إجراء الأبحاث حول آليات عمل المواد المسرطنة والمركبات المضادة للأورام والأدوية، كما أنها تجعل من الممكن حساب تركيزاتها الفعالة.

الدراسة المميتة للكثافة، وكذلك شكل أطياف التألق الداخلي، تجعل من الممكن التعرف على الخلايا الملتهبة والعادية. تستخدم هذه الطريقة في المراحل المبكرة من تشخيص سرطان عنق الرحم.

يمكن الحصول على مجموعة مختارة بشكل صحيح من المرشحات المختلفة المصممة لعدة أنواع من التألق الجوهري دون إجراء فحص كثيف العمالة لأقسام متعددة. وبهذه الطريقة، يمكن اكتشاف هياكل الأنسجة الخبيثة بسرعة ودقة وتمييزها عن الأنسجة الطبيعية.

تستخدم طرق الفحص المجهري متحد البؤر على نطاق واسع في علم الأحياء المائية وعلم الأجنة وعلم النبات وعلم الحيوان في عملية دراسة بنية الأمشاج، وكذلك تطور وتكوين الكائنات الحية.

لقد وجدت مجاهر الليزر متحد البؤر في العالم الحديث تطبيقًا واسعًا في مجالات علم الأحياء والفيزياء الحيوية والطب والبيولوجيا الخلوية والجزيئية. يعد الفحص المجهري متحد البؤر تقنية فريدة من نوعها بدون تلامس تُستخدم اليوم لدراسة قرنية العين. فهو يسمح لك بتقييم الدرجة الحالية للتغيرات الخلوية والهياكل خارج الخلية بدقة أكبر، بالإضافة إلى استخلاص استنتاجات حول الضرر المحتمل للقرنية ككل.

تتميز المجاهر الليزرية متحد البؤر بدقة عالية، لذا فهي تسمح للمرء بدراسة بنية الخلايا ذات العلامات الفلورية وحتى الجينات الفردية. إن استخدام التقنيات المختلفة لتلوين الفلورسنت متعدد الألوان المحدد للجزيئات النشطة بيولوجيًا، وكذلك المجمعات فوق الجزيئية، يجعل من الممكن دراسة الآليات المعقدة لعمل ليس فقط الخلايا الفردية، ولكن أيضًا الأنظمة بأكملها. وتستخدم هذه التكنولوجيا على نطاق واسع في علم الأحياء التجريبي، وكذلك في الطب.

المعدات: المجاهر متحد البؤر

تتيح لك المجاهر متحد البؤر الحديثة فائقة الدقة، مثل Leica TCS SP8، الحصول على البيانات الأكثر وضوحًا وموثوقية عند إجراء دراسات مختلفة. وقد نشأ الاهتمام الواسع النطاق بمثل هذه الأجهزة في ثمانينيات القرن الماضي، وذلك بسبب التطور السريع لتكنولوجيا الكمبيوتر وتقنيات الليزر.

الفحص المجهري للمسح بالليزر متحد البؤر هو نوع من الفحص المجهري الضوئي. وتكمن خصوصيتها في أن شعاع الليزر يركز على منطقة معينة على طول المحورين X و Y وبالتالي يشكل صورة. يظهر الضوء المنعكس على الشاشة على شكل خطوط نقطية. يعتمد حجم الصورة بشكل مباشر على دقة الإلكترونيات الحديثة، وكذلك على حجم البيانات النقطية الممسوحة ضوئيًا.

أصبحت أدوات القياس، التي تم إنشاؤها باستخدام الطريقة الحديثة للفحص المجهري للمسح بالليزر متحد البؤر، منتشرة الآن على نطاق واسع في مختلف المجالات. بالمقارنة مع المجهر الضوئي التقليدي، المجهر متحد البؤر لديه المزايا التالية:

• تحسين القرار.
• تباين عالي للصورة
• القدرة على إجراء دراسات متعددة الأطياف بدرجة عالية من فصل الإشارة؛
• القدرة على الحصول على "مقاطع بصرية" مع إعادة بناء ثلاثية الأبعاد؛
• إمكانية استخدام أساليب المعالجة الرقمية للصور التي تم الحصول عليها؛

تشمل عيوب المعدات الموصوفة ما يلي:

• تعقيد إعداد الجهاز.
• نقص الصورة البصرية
• ارتفاع تكلفة الأجهزة، وكذلك ارتفاع تكلفة صيانتها.

يستخدم المجهر متحد البؤر جهاز كمبيوتر خاص للتحكم في النظام بأكمله. يسمح لك بحفظ الصور ودراسة البيانات الناتجة بالتفصيل. غالبا ما تتطلب المعالجة عالية الجودة للصور الناتجة قدرا كبيرا من قوة الحوسبة، لذلك يجب أن يكون لدى الكمبيوتر ذاكرة وصول عشوائي كبيرة إلى حد ما. لمزيد من تخزين المعلومات، مطلوب أيضًا ذاكرة قرص كبيرة. لنقل الصور، يجب أن يحتوي هذا الكمبيوتر على منفذ USB أو قرص مضغوط/أقراص DVD. يتمتع الكمبيوتر أيضًا بالقدرة على الاتصال بالإنترنت العالمي أو الشبكة المحلية.

قد تكون البرامج المثبتة على أجهزة الكمبيوتر هذه أساسية. يأتي مع المعدات ويسمح لك بإدارة النظام بأكمله ومراقبة وظائفه الأساسية. كما يتم أيضًا تطوير حزم مهام التطبيق خصيصًا لأجهزة الكمبيوتر هذه، والتي يتم طلبها بشكل إضافي. تحتوي العديد من نماذج المجاهر متحد البؤر على لوحة تحكم خاصة تسمح لك بتكوين عملها عن بعد.

قم بتثبيت الأجهزة الموصوفة أثناء الزيارات المخبرية الروتينية. الإجراء الأكثر أهمية أثناء تشغيل المجاهر متحد البؤر هو التحكم في الاهتزاز. لمثل هذه الأغراض، يتم استخدام جهاز خاص يقيس مستوى الاهتزاز. يشبه إجراء التحكم إجراء قياس الدقة المحورية لـ LSCM باستخدام المرآة.

المجهر متحد البؤر يتطور بسرعة. تقدم شركات التصنيع المعروفة في السوق أحدث نماذج المجاهر متحد البؤر، والتي تجعل من الممكن فصل شعاع الإثارة الليزري، وكذلك التلألؤ بشكل فعال. يتم التحكم في مقسم الشعاع في مثل هذه الأجهزة بواسطة الكمبيوتر. ويمكن ضبط خصائصه الطيفية بسرعة، إذا لزم الأمر، على عدة خطوط ليزر.

المجاهر متحد البؤر في علم الأحياء الدقيقة

لا غنى عن المجهر متحد البؤر أيضًا في علم الأحياء لإجراء دراسة تفصيلية للخلايا. اليوم، يتم نشر عدد كبير من المقالات العلمية المختلفة حول هذا الموضوع. في أغلب الأحيان، يتم استخدام المجاهر متحد البؤر لدراسة بنية الخلايا، وكذلك عضياتها. تتم أيضًا دراسة التوطين المشترك في الخلية لفهم ما إذا كانت هناك علاقة سبب ونتيجة بين مواد الخلية.

في عملية دراسة البروتينات باستخدام المجاهر متحد البؤر، يتم تمييزها مبدئيًا بأجسام مضادة ذات فلوروكرومات مختلفة. باستخدام المجهر الكلاسيكي العادي، من الصعب للغاية تحديد ما إذا كانت موجودة بجانب بعضها البعض أو واحدة تحت الأخرى، ولكن المجهر البؤري يسمح لك بالقيام بذلك دون أي مشاكل. يتم تسجيل البيانات الموجودة على سلسلة من المقاطع البصرية في ذاكرة الكمبيوتر، وبالتالي يتم إجراء إعادة بناء حجمية للكائن، كما يتم الحصول على صورته ثلاثية الأبعاد.

أيضًا، بمساعدة المجاهر متحد البؤر، تتم دراسة العمليات الديناميكية التي تحدث في الخلايا الحية، على سبيل المثال، حركة أيونات الكالسيوم أو المواد الأخرى عبر أغشية الخلايا. تُستخدم المجاهر متحد البؤر أيضًا لدراسة حركة الجزيئات العضوية الحيوية باستخدام تأين التحلل الكيميائي الضوئي للفلوروكروم في منطقة التشعيع، بالإضافة إلى تفككه اللاحق من الجزيئات. يتم تمييز هذه الجزيئات باثنين من الفلوروكرومات التي لها طيف انبعاث للجهة المانحة، والذي يتداخل مع طيف الامتصاص للمستقبل. وهكذا تنتقل الطاقة من المتبرع إلى المتقبل عبر مسافات قصيرة ونتيجة الرنين بين مستويات الطاقة. بعد ذلك، يبعث المستقبل الطاقة في المنطقة المرئية من الطيف، والتي يتم تسجيلها لاحقًا باستخدام مجهر متحد البؤر.

يستمر تطوير المجهر متحد البؤر. يقدم مصنعو هذه المعدات سنويًا في السوق المزيد والمزيد من المجاهر الحديثة والوظيفية والمحسنة، مما يسمح للعلماء بإجراء اكتشافات مفيدة جديدة في مجموعة متنوعة من المجالات. ويجري أيضًا تحسين البرامج المصممة لأجهزة الكمبيوتر المجهزة بمجاهر متحد البؤر. فهو يتيح لك تنفيذ المهام الأكثر تعقيدًا، مما يجعل من الممكن إجراء البحوث على المستوى الجزيئي والخلوي. اليوم يمكننا أن نقول بثقة أن المجاهر متحد البؤر هي المستقبل، لأنها تجاوزت بشكل كبير المجاهر التقليدية من حيث خصائصها الوظيفية والقدرات التقنية. من بين مجموعة واسعة إلى حد ما من المعدات البصرية متحد البؤر، سيتمكن كل مستخدم من اختيار المجهر المناسب لأنفسهم، مما سيسمح له بتطوير أبحاثه بنشاط.