Xu hướng phát triển của kính hiển vi đồng tiêu
Để có được kết quả quan sát tốt hơn ở cấp độ kỹ thuật, kính hiển vi đồng tiêu tập trung vào việc cải thiện trình độ kỹ thuật từ các khía cạnh cải thiện độ phân giải, giảm độc tính quang, tăng tốc độ quét, quan sát mẫu dày và quan sát in vivo. Hiện tại, nó là Z hiệu quả. Điều thúc đẩy Zda cho công nghệ kính hiển vi đồng tiêu là kính hiển vi có độ phân giải siêu cao, vượt qua giới hạn quang học và cho phép các nhà nghiên cứu thu được các cấu trúc tế bào mịn hơn, giúp các nhà nghiên cứu hiểu sâu hơn về các hoạt động sống. Trọng tâm nghiên cứu tiếp theo của công nghệ kính hiển vi đồng tiêu cần tập trung vào các điểm sau:
1. Tốc độ quét nhanh hơn
Hiện tại, tốc độ quét đồng tiêu bị giới hạn bởi cấu trúc cơ học của thiết bị quét và chỉ có thể hy sinh độ phân giải để đạt được tốc độ quét nhanh hơn. Nhiều quá trình sinh học diễn ra nhanh đến mức không thể phát hiện được.
2. Công nghệ độ phân giải siêu cao hoàn hảo hơn
Hiện tại, các công nghệ có độ phân giải cực cao bao gồm STORM, PALM, STED và SSIM, với độ phân giải từ 20 đến 200nm, nhưng mỗi công nghệ đều có những khiếm khuyết nhất định, chẳng hạn như xử lý mẫu, hướng trục Z, độc tính quang, v.v. gần như không hoàn hảo và thường khó đạt được độ phân giải giới hạn trong quan sát thực tế.
3. Khả năng tương thích mạnh mẽ hơn
Công nghệ kính hiển vi đồng tiêu bao gồm nhiều phương pháp kích thích khác nhau, chẳng hạn như quan sát đa điểm và tấm sáng đã đề cập ở trên, và tán xạ Raman chống Stokes kết hợp về mặt lý thuyết có thể chia sẻ một bộ hệ thống laser. Kính hiển vi siêu phân giải có thể được ghép nối với công nghệ laser trắng. Tuy nhiên, do các vấn đề về bằng sáng chế của các công ty khác nhau, vẫn còn chỗ để cải thiện về tính hoàn thiện và khả năng tương thích, đồng thời thiết bị hiện tại không thể phát huy hết lợi thế kỹ thuật của ứng dụng.
Nguyên tắc của kính hiển vi đồng tiêu
Kính hiển vi đồng tiêu bao gồm bốn phần: hệ thống quang học của kính hiển vi, nguồn sáng laser, máy quét và hệ thống phát hiện và xử lý. Nó sử dụng tia laser có độ kết hợp tốt làm nguồn sáng. Nó áp dụng nguyên tắc và thiết bị lấy nét liên hợp trên cơ sở kính hiển vi quang học truyền thống và sử dụng máy tính Một bộ hệ thống quan sát, phân tích và đầu ra để xử lý hình ảnh.
Chùm tia quét laser đi qua lỗ kim của cách tử để tạo thành nguồn sáng điểm, được phản xạ tới vật kính thông qua bộ tách chùm tia, tập trung vào mẫu vật và được quét. Sau khi mẫu được kích thích, huỳnh quang phát ra sẽ quay trở lại máy quang phổ và tập hợp nó vào lỗ kim phát hiện, sau đó nó được ống nhân quang chuyển đổi thành tín hiệu điện và truyền đến máy tính để hiển thị hình ảnh mặt phẳng tiêu cự rõ ràng. Ánh sáng kích thích được tập trung vào mẫu thông qua lỗ kim của cách tử và huỳnh quang được tập trung vào lỗ kim thông qua vật kính. Quá trình này hình thành hai tiêu cự nên được gọi là kính hiển vi đồng tiêu.
Các mẫu sinh học thông thường có cấu trúc phức tạp và độ dày nhất định. Khi quan sát bằng kính hiển vi huỳnh quang thông thường, huỳnh quang do mẫu phát ra chồng lên nhau và độ phân giải hình ảnh giảm đi rất nhiều.
Hình ảnh đồng tiêu của kính hiển vi đồng tiêu có thể ngăn chặn hiệu quả ánh sáng đi lạc và ánh sáng không đo được bên ngoài mặt phẳng tiêu cự đi vào máy dò, nhận ra hình ảnh một mặt phẳng tiêu điểm và cải thiện đáng kể độ phân giải. Khi giai đoạn di chuyển đồng đều theo hướng ngang, nó có thể tạo thành hình ảnh một lớp rõ ràng và theo hướng dọc, nó có thể nhận ra quá trình quét từng lớp của mẫu ở các độ sâu khác nhau và thu được cấu trúc ba chiều của mẫu sau khi tái tạo ba chiều, được gọi là "CT quang học". Mẫu được dán nhãn bằng đầu dò huỳnh quang và sau đó được quan sát bằng kính hiển vi đồng tiêu. Không chỉ có thể quan sát các cấu trúc mô và tế bào cố định khác nhau mà còn có thể quan sát và đo lường thường xuyên hình thái, cấu trúc và ion của tế bào sống một cách định tính và định lượng.
