Медико-биологические микроскопы Nikon
Москва
+7 (495) 787 40 46
Санкт-Петербург
+7 (812) 305 06 06

Флуоресцентный (люминесцентный) микроскоп

флуоресцентный микроскопNikon Eclipse Ni-U - это одна из самых популярных и восстребованных моделей микроскопов Nikon.

Назначение: великолепно выполняет клинические, лабораторные и научные исследования биологических образцов.


Nikon Eclipse Ni-U отличается более удобными и легкими условиями работы для наблюдателей и возможностью применения практически любых методов контрастирования. 

К особенностям флуоресцентного микроскопа Nikon Eclipse Ni-U также следует отнести исключительно качественные оптические характеристики и элегантный дизайн.

Вы можете ознакомиться со всеми техническими характеристиками Nikon Eclipse Ni-U подробнее

Купить микроскоп Nikon на выгодных условиях в Санкт-Петербурге: тел. (812) 305 06 06

 

 

 

 

Флуоресцентная микроскопия - это особый вид исследования, действие которого основано на свойстве собственной люминесценции объектов. При обычных условиях многие микроэлементы не видны, однако при облучении их ультрафиолетом они начинают светиться. Для большей наглядности в исследуемый образец могут добавляться специальные красители, которые взаимодействуют только с определенными веществами.

Теоретические основы

Флуоресценция (иногда встречается написание «флюоресценция») - это физический процесс, при котором органические и неорганические вещества поглощают фотоны, испуская при этом новое излучение, но уже с другой длиной волны. Испускаемые фотоны имеют меньше энергии, чем поглощенные и, соответственно, имеют большую длину волны. При облучении веществ ультрафиолетом некоторые из них начнут светиться, но цвет этого свечения будет направлен в сторону красной части спектра.

Явление флуоресценции было открыто в Англии в середине XIX века. Дальнейшие исследования показали, что при облучении ультрафиолетом флуоресцировать начинают многие вещества: витамины, полезные ископаемые, масла, хлорофил, кристаллы. До определенного момента научные знания не применялись на практике. Лишь в 30-х годах ХХ века биологи начали окрашивать клетки, бактерии и другие микрообъекты веществами, вызывающими свечение. В это же время был сконструирован и первый флуоресцентный микроскоп.

Использование флуоресценции оказалось настолько эффективным, что дало возможность исследовать частицы с разрешением до 1-10 нм. Эту технологию было бы правильнее называть наноскопией, так как она позволяет «раскладывать» объекты вплоть до отдельных молекул. 

Как правило, флуоресцентные (люминесцентные) микроскопы работают в отраженном свете. Главная задача при использовании эффекта флуоресценции заключается в отделении слабого светового потока, излучаемого объектом, от сильного излучения подсветки. Для большей наглядности изображение, предназначенное для человеческого глаза, формируется на темном или черном фоне.

Принцип работы

Для работы флуоресцентного (люминесцентного) микроскопа необходимо, чтобы исследуемый объект начинал светиться самостоятельно вслед за так называемым светом возбуждения. Этот свет представляет собой электромагнитную волну ультрафиолетового диапазона, хотя в отдельных случаях могут применяться видимые синие или зеленые лучи.

Зеркало, установленное в микроскопе, направляет световой поток вертикально на изучаемый образец. Источником возбуждающего излучения обычно служит ртутная или ксеноновая лампа. Часть лучей поглощается материалом, другая часть - отражается и уходит в пространство, в том числе - по направлению к человеческому глазу. При этом вместе с отраженными лучами источника света в пространство уходит куда более слабое излучение, которое является не чем иным, как собственным излучением объекта. Чтобы отделить его от мощного ультрафиолетового луча, перед линзами микроскопа устанавливается светофильтр, «отсекающий» лучи с более короткой длиной волны. Собственное излучение, или люминесценция, может иметь двойную природу. Многие вещества начинают светиться сами под воздействием ультрафиолета. Если объект не обладает таким свойством, в образец добавляют специальные красители.  

Особенности исследования отдельных молекул

Теоретически получить изображение отдельной молекулы можно только при помощи оптики, красителей, источника ультрафиолета и светофильтра. Для этого надо, чтобы молекула светилась на темном фоне, а фон от соседних молекул стремился к нулевому значению. В действительности такую ситуацию представить сложно. Детектор люминесцентного микроскопа сможет принять излучение отдельной молекулы, но он также отреагирует и на другие фотоны, которые попадут на него от других источников.

Чтобы исследовать образец до мельчайших частиц, современная наука использует оптико-механические микроскопы в комплексе с электронно-вычислительными комплексами. Новейшее программное обеспечение позволяет подключить оборудование к монитору и вывести на него оцифрованное изображение молекулы в трехмерном формате. Получая информацию о координате каждой новой молекулы, компьютер люминесцентного макроскопа запоминает ее расположение и удаляет с экрана. 

Получить изображение на основе флуоресценции можно и на основе классического оптического прибора при оснащении его дополнительным оборудованием и программным обеспечением. Качество полученного изображения может быть ниже, чем при использовании полноценного флуоресцентного микроскопа, однако для некоторых наблюдений, не требующих сверхвысокого разрешения такая схема вполне пригодна. Комплексная система включает:

  • Обычный стереомикроскоп;
  • Источник возбуждения собственной флуоресценции исследуемого образца;
  • Систему светофильтров, блокирующих возбуждающее излучение, а также не пропускающих собственное свечение тех объектов, которые создают нежелательный фон;
  • Систему для проецирования принятого излучения на фото- или видеокамеру;
  • Компьютер с программным обеспечением для записи и обработки полученных изображений.

Сферы применения

Микроскоп - важный инструмент в медицине, биологии и связанных с ними областях. С его помощью с высокой эффективностью и достоверностью проводят исследования тканей растений, животных и человека. Главным достоинством этой технологии является изучение не только поверхности объекта, как в обычных приборах, но и возможность «заглянуть» внутрь образца. Люминесцентные и флуоресцентные микроскопы полюбились криминалистам. С их помощью они проводят сравнительные анализы различных образцов тканей и других веществ, которые позволяют идентифицировать их принадлежность к тому или иному человеку или предмету. Эффект свечения используется и в санитарно-эпидемиологических исследованиях, так как он позволяет выделять отдельные вирусы и бактерии благодаря их свойствам реагировать только на определенные красители.

Несмотря на то, что открытие эффекта флуоресценции произошло полтора века назад, в течение долгого времени такие микроскопы были громоздкими и обладали слабой разрешающей способностью. Современные технологии предполагают использование специальных флуоресцирующих и ферментных меток, что делает приборы компактными и обладающими повышенными качественными характеристиками. Развитие компьютерных технологий еще более расширило возможности люминесцентных и флуоресцентных микроскопов. 

Флуоресцентная микроскопия является едва ли не единственно возможным инструментом для изучения некоторых объектов и явлений:

  • Диагностики различных инфекционных заболеваний. Использование эффекта свечения только определенной длины волны у разных частиц позволяет определить вирусы и бактерии с высокой достоверностью в отличие от других микроскопов, которые выявляют только лишь факт наличия инфекции;
  • Анализа клеток крови костного мозга;
  • Изучения строения живых клеток и тканей сетчатки глаза. Современные микроскопы с разрешением 1 нм позволяют получить четкие изображения колбочек и палочек, окрашенные в разные цвета.

 

Вернуться наверх
Обратный звонок
Напишите нам