Samanburður á confocal smásjá og venjulegri sjón smásjá
Almenn sjónsmásjá
Almennt líffræðileg smásjá samanstendur af þremur hlutum, þ.e.: ① lýsingarkerfi, þar á meðal ljósgjafa og eimsvala; ② Optískt mögnunarkerfi, sem samanstendur af hlutlinsu og augngleri, er meginhluti smásjár. Til að koma í veg fyrir kúluskekkju og litfrávik eru bæði augngler og hlutlinsa samsett úr flóknum linsuhópum; (3) vélrænt tæki, notað til að festa efni og þægilega athugun.
Hvort smásjámyndin er skýr eða ekki fer ekki aðeins eftir stækkuninni heldur einnig á upplausn smásjáarinnar. Upplausn vísar til getu smásjáarinnar (eða staðarins þar sem augu manna eru í 25 cm fjarlægð frá skotmarkinu) til að greina lítið bil hlutarins zui. Upplausnin fer eftir bylgjulengd ljóss, ljósopshlutfalli og brotstuðul miðilsins, sem er gefið upp með formúlunni:
R=0.61λ /N．A． N．A．＝ｎsin /2
Þar sem: n= brotstuðull miðils;=spegilhorn (opnunarhorn sýnisins við ljósop linsu) og NA= tölulegt ljósop. Spegilhornið er alltaf minna en 180? Þess vegna verður zui gildi sina/2 að vera minna en 1.
Brotstuðull glersins sem notaður er til að búa til sjónlinsur er 1,65 ~ 1,78 og brotstuðull miðilsins sem notaður er er nær glerinu, því betra. Fyrir þurru hlutlinsuna er miðillinn loft og ljósopshlutfallið er yfirleitt 0.05 ~ 0,95; Olíulinsan notar ilmandi malbik sem miðil og opnunarhraði linsunnar getur verið nálægt 1,5.
Bylgjulengd venjulegs ljóss er 400~700nm, þannig að upplausn smásjár er ekki minni en 0,2μm og upplausn mannsauga er 0,2mm, þannig að mikil stækkun zui hannað af almenn smásjá er venjulega 1000X x.
Af hverju þarftu confocal smásjá?
1. Sjónsmásjáin hefur verið fullkomin með viðleitni og endurbótum frábærra forvera okkar. Raunar geta venjulegar smásjár gefið okkur fallegar smásjármyndir á einfaldan og fljótlegan hátt. Hins vegar gerðist atburður sem leiddi til byltingarkennda nýsköpunar í þessum nánast fullkomna smásjárheimi, sem er uppfinningin á "laser skönnun confocal smásjá". Þessi nýja smásjá einkennist af því að taka upp sjónkerfi sem dregur aðeins út myndupplýsingarnar á planinu þar sem fókusinn er einbeitt, og endurheimtir þær upplýsingar sem fengust í myndminninu á sama tíma og fókusnum breytist, þannig að lífleg mynd með fullkomnum þrívíddarupplýsingum hægt að fá. Með þessari aðferð er einfaldlega hægt að fá upplýsingar um yfirborðsformið sem ekki er hægt að staðfesta með venjulegum smásjám. Þar að auki, fyrir venjulegar sjónsmásjár, eru "að bæta upplausnina" og "dýpka fókusdýptina" misvísandi aðstæður, sérstaklega við mikla stækkun, en fyrir confocal smásjár er þetta vandamál leyst.
2. Kostir confocal sjónkerfis
Confocal sjónkerfi lýsir upp sýnispunktinn og endurkasta ljósið er einnig tekið á móti punktviðtökum. Þegar sýnishornið er komið fyrir í fókusstöðu getur nánast allt endurkastað ljós náð til ljósviðtaka, en þegar sýnið víkur frá fókus getur endurkastað ljós ekki náð til ljósviðtaka. Það er að segja, í confocal sjónkerfinu verður aðeins myndin sem fellur saman við fókusinn framleidd og facula og gagnslaus dreifður ljós verður varið.
3. Af hverju að nota leysir?
Í confocal sjónkerfinu er sýnishornið upplýst og endurkasta ljósið er einnig tekið á móti punktljósnema. Þess vegna verður punktljósgjafi nauðsynlegur. Laser tilheyrir mjög punkt ljósgjafa. Í flestum tilfellum notar ljósgjafinn af confocal smásjá leysir ljósgjafa. Að auki eru eiginleikar leysis, eins og einlita, stefnuvirkni og framúrskarandi geislaform, einnig mikilvægar ástæður fyrir víðtækri notkun þess.
4. Rauntímaathugun sem byggir á háhraðaskönnun verður möguleg.
Í leysiskönnuninni er Acoustic Optical Deflector (AO prime element) notaður í lárétta átt og Servo Galvano-spegillinn er notaður í lóðrétta átt. Vegna þess að það er enginn vélrænn titringshluti í hljóðeiningunni, getur hún skannað á miklum hraða og hægt er að fylgjast með í rauntíma á vöktunarskjánum. Mikill hraði þessarar myndavélar er mjög mikilvægt verkefni sem hefur bein áhrif á hraða fókus og stöðuleit.
5. Tengsl fókusstöðu og birtustigs
Í confocal sjónkerfinu, þegar sýnishornið er rétt sett í fókusstöðu, er birtan mikil og fyrir og eftir það mun birta þess lækka verulega (heild lína á mynd 4). Þessi næma sértækni brenniplansins er einnig meginreglan um að mæla hæðarstefnu confocal smásjá og stækka brennivíddina. Aftur á móti hefur venjuleg sjónsmásjá ekki augljós birtustigsbreyting fyrir og eftir fókusstöðuna (punktalína á mynd 4).
6. Mikil birtuskil og hár upplausn
Í almennri sjónsmásjá truflar endurkastað ljós sem víkur frá fókusnum og það skarast við fókusmyndahlutann og dregur þannig úr birtuskilum myndarinnar. Aftur á móti, í confocal sjónkerfinu, er dreifða ljósið utan fókussins og dreifða ljósið inni í linsunni nánast alveg fjarlægt, þannig að hægt er að ná mynd með mjög mikilli birtuskil. Þar að auki, vegna þess að ljósið fer í gegnum linsuna tvisvar, er punktmyndin skerpt fyrst og upplausn smásjáarinnar er einnig bætt.
7. Optical staðsetning virka
Í sjónræna sjónkerfinu er endurkastað ljós hlutans annars en brennipunktsins varið af örholum. Þess vegna, þegar horft er á þrívítt sýnishorn, myndast mynd eins og sú sem myndast eftir að hafa sneið sýnishornið með fókusnum (mynd 5). Þessi áhrif eru kölluð optical localization, sem tilheyrir einni af sérkennum confocal sjónkerfisins.
8. Einbeittu þér að færa minni virka
Svokallað endurkast ljós utan fókussins er varið af örholunum. Á hinn bóginn má líta svo á að allir punktar á myndinni sem myndast af confocal sjónkerfinu falli saman við fókusinn. Þess vegna, ef þrívítt sýnishornið er fært meðfram Z-ásnum (sjónás), mun myndin safnast saman og geymast í minninu og zui mun að lokum fá myndina sem myndast af tilviljun alls sýnisins og fókussins. . Á þennan hátt er virkni óendanlegrar fókusdýptar kölluð farsímaminnisaðgerð.
9. Yfirborðsform mælingaraðgerð
Í fókushreyfingaraðgerðinni er hægt að mæla yfirborðsform sýnisins á snertilausan hátt með því að bæta við hæðarskráningarlykkju. Út frá þessari aðgerð er hægt að skrá Z-ás hnitin sem myndast af stóru birtugildi zui í hverjum pixla og út frá þessum upplýsingum er hægt að fá upplýsingar sem tengjast yfirborðsformi sýnisins.
10. Mjög nákvæm örstærðarmælingaraðgerð
Ljósmóttökueiningin notar einvídd CCD myndskynjara, þannig að hún getur ekki orðið fyrir áhrifum af skönnunarhalla skönnunarbúnaðarins, þannig að hægt sé að ljúka nákvæmri mælingu. Þar að auki, vegna þess að fókushreyfingarminnisaðgerðin með stillanlegri fókusdýpt er tekin upp á sama tíma, er hægt að útrýma mæliskekkjunni af völdum fókusjöfnunar.
11. Þrívídd myndgreining
Með því að nota yfirborðsformamælingaraðgerðina er auðvelt að búa til þrívíddarmynd sýnisyfirborðsins. Ekki nóg með það, heldur er einnig hægt að framkvæma margs konar greiningu, svo sem: yfirborðsgrófmælingu, flatarmál, rúmmál, yfirborðsflatarmál, hringlaga, radíus, lengd zui, jaðar, þyngdarpunktur, sneiðmynd, FFT umbreyting, lína breiddarmælingu og svo framvegis.
Laser confocal skanna smásjá er hægt að nota ekki aðeins til að fylgjast með frumuformi, heldur einnig til magngreiningar á lífefnafræðilegum hlutum í frumum, tölfræði um ljósþéttleika og frumuformfræði mælingar.
