Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Классическая интерференционная микроскопия , также называемая количественной интерференционной микроскопией , использует два отдельных световых луча с гораздо большим боковым разделением, чем тот, который используется в фазово-контрастной микроскопии или в дифференциальной интерференционной микроскопии (ДИК).

В вариантах интерференционного микроскопа, где объект и опорный луч проходят через один и тот же объектив, создаются два изображения каждого объекта (одно является «фантомным изображением»). Два изображения разделены либо сбоку в поле зрения, либо в разных фокальных плоскостях, что определяется используемыми оптическими принципами. Эти два изображения могут мешать, когда они перекрываются, поскольку они могут серьезно повлиять на точность измерения толщины массы. Таким образом, может потребоваться вращение препарата, как в случае ДВС-синдрома.

Один из первых используемых интерференционных микроскопов был разработан Дайсоном [1] и произведен Cooke, Troughton & Simms (позже Vickers Instruments), Йорк, Англия. Эта оригинальная оптическая система позволяет получать интерференционные изображения без использования поляризующих элементов на пути луча.

Позднее популярный дизайн, включающий поляризационные элементы, был разработан Смитом [2] [3] и продан сначала C. Baker, Лондон, а затем American Optical Company в США.

Проблема двойного изображения, обычно встречающаяся во всех вышеупомянутых конструкциях, была полностью устранена в конструкции интерферометра Маха – Цендера, реализованной Хорном, наиболее дорогостоящим прибором, не использующим поляризованный свет, но требующим точно согласованных дублированных объективов и конденсаторов. С помощью этой конструкции (продаваемой E. Leitz) в микроскопии было достигнуто разделение луча 60 мм, но здесь возникла новая трудность, заключающаяся в балансировании оптической толщины двух отдельных препаратов предметных стекол (образца и манекена) и поддержании этого критического баланса во время более длительных наблюдений (например, покадровые исследования живых клеток, поддерживаемых при 37 ° C), в противном случае со временем происходит постепенное изменение цвета фоновой интерференции.

Основным преимуществом измерений с помощью интерференционной микроскопии является возможность измерения прогнозируемой сухой массы живых клеток, которая впервые была эффективно использована Эндрю Хаксли в исследованиях структуры и функции поперечно-полосатых мышечных клеток, что привело к модели мышечного сокращения со скользящей нитью. [4]

Интерференционная микроскопия стала относительно популярной в 1940–1970-е годы, но вышла из употребления из-за сложности прибора и трудностей как в его использовании, так и в интерпретации данных изображений. Однако в последние годы классический интерференционный микроскоп (в частности, инструмент Маха – Цендера) был «заново открыт» биологами, потому что его основной изначальный недостаток (сложная интерпретация трансляционных интерференционных полос или сложных цветных изображений) теперь можно легко преодолеть с помощью записи изображений с цифровой камеры с последующим применением компьютерных алгоритмов, которые быстро передают обработанные данные в виде изображений спроецированной сухой массы в ложных цветах. Примеры компьютерных разработок техники можно найти в приложении «DRIMAPS» из лаборатории Грэма Данна.[5] и другие недавние разработки методологии описаны Mahlmann et al. [6] [7] Интерференционная микроскопия для промышленного контроля, контроля полупроводников и анализа структуры поверхности широко развита и широко используется. [8]

История приборов и имена производителей [ править ]

  • Система Смита (К. Бейкер, Лондон, Англия)
  • Дайсон (Кук Тротон и Симмс, Йорк, Англия)
  • Ямин-Лебедефф (E. Leitz, Wetzlar, & Zeiss, Германия)
  • Маха – Цендера (Э. Лейтц, Вецлар, Германия)

Ссылки [ править ]

  1. ^ Дайсон Дж. (1950). «Микроскоп-интерферометр». Труды Королевского общества А . 204 (1077): 170–187. DOI : 10.1098 / rspa.1950.0167 .
  2. ^ Смит FH (1954). «Два полутеневых прибора для оптических поляризационных приборов». Природа . 173 (4399): 362–363. DOI : 10.1038 / 173362b0 .
  3. ^ Смит FH (1955). «Микроскопическая интерферометрия». Исследования . 8 : 385–395.
  4. ^ Хаксли, AF; Нидергерке Р. (1954). «Структурные изменения мышцы при сокращении; интерференционная микроскопия живых мышечных волокон». Природа . 173 (4412): 971–973. DOI : 10.1038 / 173971a0 . PMID 13165697 . 
  5. ^ Zicha, Д. Жено, Е. Данна, А. & Крамер, И. М. (1999). «TGFbeta1 индуцирует зависимое от клеточного цикла увеличение подвижности эпителиальных клеток». Журнал клеточной науки . 112 : 447–454. PMID 9914157 . CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  6. ^ Mahlmann, DM Янка, J. & Ослабить, P. (2008). «Быстрое определение сухой массы отдельных живых клеток цианобактерий с помощью двухлучевого интерференционного микроскопа Маха – Цендера». Евро. J. Phycol . 43 : 355–364. DOI : 10.1080 / 09670260802168625 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  7. ^ Кауль, RA Mahlmann, DM & Ослабить, P. (2010). «Интерференционная микроскопия Маха-Цендера оптически регистрирует электрически стимулированную клеточную активность в неокрашенных нервных клетках». Журнал микроскопии . 240 : 60–74. DOI : 10.1111 / j.1365-2818.2010.03385.x . PMID 21050214 . CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  8. Перейти ↑ de Groot, P (2015). «Принципы интерференционной микроскопии для измерения топографии поверхности». Успехи оптики и фотоники . 7 : 1–65. DOI : 10,1364 / AOP.7.000001 .