Kính hiển vi huỳnh quang khác với kính hiển vi thông thường như thế nào
Gần đây tôi đã thử làm một số phần chuột đông lạnh và bây giờ tôi cần sử dụng kính hiển vi huỳnh quang để xem liệu virus tôi tiêm có nằm trong vùng não mong muốn hay không. Một số nguyên tắc cơ bản của kính hiển vi huỳnh quang cần được nghiên cứu ngắn gọn và tôi cũng sẽ chia sẻ chúng ở đây.
Kính hiển vi huỳnh quang sử dụng tia cực tím làm nguồn sáng để chiếu sáng vật thể đang được kiểm tra, làm cho vật thể phát ra nguồn sáng, sau đó quan sát vật thể dưới kính hiển vi. Chủ yếu được sử dụng cho các tế bào miễn dịch huỳnh quang, nó bao gồm nguồn sáng, hệ thống tấm lọc và hệ thống quang học để quan sát hình ảnh huỳnh quang của mẫu thông qua độ phóng đại của thị kính và thấu kính vật kính. Chúng ta hãy xem sự khác biệt giữa kính hiển vi huỳnh quang này và kính hiển vi quang học thông thường.
1. Về phương pháp chiếu sáng
Phương pháp chiếu sáng của kính hiển vi huỳnh quang thường sử dụng phương pháp chùm tia rơi, có nghĩa là nguồn sáng được chiếu lên mẫu thử qua thấu kính vật kính.
2. Về độ phân giải
Kính hiển vi huỳnh quang sử dụng tia cực tím làm nguồn sáng, có bước sóng tương đối ngắn nhưng độ phân giải cao hơn kính hiển vi quang học thông thường.
3. Sự khác biệt về bộ lọc
Kính hiển vi huỳnh quang sử dụng hai bộ lọc đặc biệt, một bộ lọc phía trước nguồn sáng để lọc ánh sáng khả kiến, bộ còn lại nằm giữa vật kính và thị kính để lọc tia cực tím, có thể bảo vệ mắt.
Kính hiển vi huỳnh quang cũng là một loại kính hiển vi quang học, chủ yếu là do bước sóng được kích thích bởi kính hiển vi huỳnh quang ngắn, dẫn đến sự khác biệt trong cấu trúc và cách sử dụng kính hiển vi huỳnh quang và kính hiển vi thông thường. Hầu hết các kính hiển vi huỳnh quang đều có chức năng thu ánh sáng yếu rất tốt nên khả năng chụp ảnh của chúng cũng tốt trong điều kiện huỳnh quang cực yếu. Ngoài ra, với sự cải tiến liên tục của kính hiển vi huỳnh quang trong những năm gần đây, tiếng ồn cũng đã giảm đi đáng kể. Vì vậy, ngày càng có nhiều kính hiển vi huỳnh quang được ứng dụng.
Kiến thức liên quan đến kính hiển vi huỳnh quang hai photon
Nguyên lý cơ bản của kích thích hai photon là ở mật độ photon cao, các phân tử huỳnh quang có thể hấp thụ đồng thời hai photon bước sóng dài và sau một khoảng thời gian ngắn gọi là thời gian sống ở trạng thái kích thích, sẽ phát ra một photon bước sóng ngắn hơn; Tác dụng của nó giống như việc sử dụng một photon có bước sóng bằng một nửa bước sóng dài để kích thích các phân tử huỳnh quang. Sự kích thích hai photon đòi hỏi mật độ photon cao và để tránh làm hỏng tế bào, tia laser xung khóa chế độ năng lượng cao được sử dụng trong kính hiển vi hai photon. Tia laser phát ra từ loại laser này có năng lượng cực đại cao và năng lượng trung bình thấp, với độ rộng xung chỉ 100 femto giây và tần số lên tới 80 đến 100 megahertz. Khi sử dụng vật kính có khẩu độ số cao để tập trung các photon của xung laser, mật độ photon tại tiêu điểm của vật kính là cao nhất và sự kích thích hai photon chỉ xảy ra tại tiêu điểm của vật kính. Do đó, kính hiển vi hai photon không yêu cầu lỗ kim đồng tiêu, giúp cải thiện hiệu quả phát hiện huỳnh quang.
Trong hiện tượng huỳnh quang nói chung, do mật độ kích thích photon thấp, phân tử huỳnh quang chỉ có thể hấp thụ một photon cùng lúc, sau đó phát ra một photon huỳnh quang thông qua quá trình chuyển đổi bức xạ, được gọi là huỳnh quang photon đơn. Đối với quá trình kích thích huỳnh quang sử dụng tia laser làm nguồn sáng, hiện tượng huỳnh quang hai photon hoặc thậm chí đa photon có thể xảy ra. Lúc này, nguồn sáng kích thích được sử dụng có cường độ cao và mật độ photon đáp ứng yêu cầu để các phân tử huỳnh quang hấp thụ đồng thời hai photon. Trong quá trình sử dụng tia laser thông thường làm nguồn sáng kích thích, mật độ photon vẫn không đủ để tạo ra hiện tượng hấp thụ hai photon. Thông thường, laser xung femto giây được sử dụng và công suất tức thời của chúng có thể đạt tới mức megawatt. Do đó, bước sóng của huỳnh quang hai photon ngắn hơn bước sóng kích thích, tương đương với hiệu ứng được tạo ra bởi sự kích thích một nửa bước sóng kích thích.
