Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено с микроскопии )
Перейти к навигации Перейти к поиску
Не путать с микроскопом или микроскопом .
Изображение пыльцы на растровом электронном микроскопе
Микроскопическое исследование в биохимической лаборатории

Микроскопия - это техническая область использования микроскопов для просмотра объектов и областей объектов, которые нельзя увидеть невооруженным глазом (объекты, которые находятся за пределами диапазона разрешения нормального глаза). [1] Существует три хорошо известных направления микроскопии: оптическая , электронная и сканирующая зондовая микроскопия , а также развивающаяся область рентгеновской микроскопии .

Оптическая микроскопия и электронная микроскопия связаны с дифракцией , отражение или преломление от электромагнитного излучения / электронных пучков , взаимодействующий с образцом , и сбор рассеянного излучения или другой сигнал для того , чтобы создать изображение. Этот процесс может быть осуществлен путем облучения образца в широком поле (например, стандартная световая микроскопия и просвечивающая электронная микроскопия ) или путем сканирования тонкого луча по образцу (например, конфокальная лазерная сканирующая микроскопия и сканирующая электронная микроскопия ). Сканирующая зондовая микроскопияпредполагает взаимодействие сканирующего зонда с поверхностью интересующего объекта. Развитие микроскопии революцию в биологии , привело к области гистологии и поэтому остается важным методом в жизни и физических наук . Рентгеновская микроскопия является трехмерной и неразрушающей, что позволяет повторно получать изображения одного и того же образца для in situ.или 4D исследования, и предоставление возможности «заглянуть внутрь» исследуемого образца, прежде чем пожертвовать его методами более высокого разрешения. В трехмерном рентгеновском микроскопе используется техника компьютерной томографии (микроКТ), при которой образец вращается на 360 градусов и восстанавливаются изображения. КТ обычно выполняется с помощью плоского дисплея. В трехмерном рентгеновском микроскопе используется ряд объективов, например, от 4X до 40X, и он также может включать в себя плоскую панель.

История [ править ]

Антони ван Левенгук, которого часто считают первым признанным микроскопистом и микробиологом , наиболее известен своими новаторскими работами в области микроскопии и своим вкладом в становление микробиологии как научной дисциплины. [2]

Область микроскопии ( оптическая микроскопия ) восходит как минимум к 17 веку. Более ранние микроскопы, увеличительные стекла с одной линзой и ограниченным увеличением, появились, по крайней мере, еще со времен широкого использования линз в очках в 13 веке [3], но более совершенные составные микроскопы впервые появились в Европе около 1620 года [4] [5] Среди первых практиков микроскопии были Галилео Галилей , который в 1610 году обнаружил, что может близко сфокусировать свой телескоп, чтобы рассматривать мелкие объекты крупным планом [6] [7], и Корнелис Дреббель., который, возможно, изобрел составной микроскоп около 1620 года [8] [9] Антони ван Левенгук разработал простой микроскоп с очень большим увеличением в 1670-х годах и часто считается первым признанным микроскопистом и микробиологом . [2] [10]

Оптическая микроскопия [ править ]

Смотрите также: Оптический микроскоп
Стереомикроскоп

Оптическая или световая микроскопия включает прохождение видимого света, проходящего через образец или отраженного от образца, через одну линзу или несколько линз, что позволяет увеличить изображение образца. [11] Полученное изображение может быть обнаружено непосредственно глазом, отображено на фотографической пластине или захвачено в цифровом виде . Одиночная линза с ее насадками или система линз и оборудование для визуализации вместе с соответствующим осветительным оборудованием, предметным столиком и опорой составляют основной световой микроскоп. Самая последняя разработка - цифровой микроскоп , в котором используется камера CCD.сосредоточить внимание на интересующем экспонате. Изображение выводится на экран компьютера, поэтому окуляры не нужны.

Ограничения [ править ]

Ограничения стандартной оптической микроскопии ( светлопольной микроскопии ) заключаются в трех областях;

  • Этот метод позволяет эффективно отображать только темные или сильно преломляющие объекты.
  • Существует дифракционное разрешение в зависимости от длины волны падающего света; в видимом диапазоне разрешение оптической микроскопии ограничено примерно 0,2   микрометра ( см. микроскоп ), а практический предел увеличения - ~ 1500x. [12]
  • Расфокусированный свет от точек за пределами фокальной плоскости снижает четкость изображения. [13]


В частности, живые клетки обычно не имеют достаточного контраста для успешного изучения, поскольку внутренние структуры клетки бесцветны и прозрачны. Наиболее распространенный способ увеличения контраста - окрашивание различных структур селективными красителями, но это часто включает уничтожение и фиксацию образца. [14] При окрашивании также могут появляться артефакты., которые являются очевидными структурными деталями, вызванными обработкой образца и, следовательно, не являются законными характеристиками образца. Как правило, эти методы используют различия в показателе преломления клеточных структур. Светлопольная микроскопия сравнима с просмотром через стеклянное окно: человек видит не стекло, а просто грязь на стекле. Есть разница, поскольку стекло является более плотным материалом, и это создает разницу в фазе проходящего через него света. Человеческий глаз не чувствителен к этой разности фаз, но были разработаны умные оптические решения, позволяющие преобразовать эту разность фаз в разность амплитуды (интенсивности света).

Методы [ править ]

Основная статья: Оптический микроскоп

Чтобы улучшить контраст образца или выделить определенные структуры в образце, необходимо использовать специальные методы. Доступен огромный выбор методов микроскопии для увеличения контрастности или маркировки образца.

  • Четыре примера методов просвечивания, используемых для создания контраста в образце тонкой бумаги . 1,559 мкм / пиксель.

  • Освещение в ярком поле , контраст образца зависит от поглощения света образцом.

  • Освещение кроссполяризованным светом , контраст образца достигается за счет вращения поляризованного света через образец.

  • Освещение темного поля , контраст образца исходит от света, рассеянного образцом.

  • Фазово-контрастное освещение, контраст образца возникает из-за интерференции света разной длины через образец.

Светлое поле [ править ]

Основная статья: Светлопольная микроскопия

Светлопольная микроскопия - самый простой из всех методов световой микроскопии. Освещение образца осуществляется посредством белого проходящего света, то есть освещается снизу и наблюдается сверху. Ограничения включают низкий контраст большинства биологических образцов и низкое видимое разрешение из-за размытия не в фокусе материала. Простота методики и минимальная необходимая пробоподготовка являются значительными преимуществами.

Косое освещение [ править ]

Использование наклонного (сбоку) освещения придает изображению трехмерный (3D) вид и может выделить невидимые в противном случае детали. Более поздней техникой, основанной на этом методе, является модулирующий контраст Хоффмана , система, используемая в инвертированных микроскопах для использования в культуре клеток. Косое освещение страдает теми же ограничениями, что и светлопольная микроскопия (низкий контраст многих биологических образцов; низкое видимое разрешение из-за объектов, находящихся вне фокуса).

Темное поле [ править ]

Основная статья: Темнопольная микроскопия

Темнопольная микроскопия - это метод улучшения контрастности неокрашенных прозрачных образцов. [15] В освещении темного поля используется тщательно выровненный источник света, чтобы минимизировать количество непосредственно проходящего (нерассеянного) света, попадающего в плоскость изображения, собирая только свет, рассеянный образцом. Темное поле может значительно улучшить контраст изображения, особенно прозрачных объектов, при этом не требуя настройки оборудования или подготовки образца. Однако этот метод страдает от низкой интенсивности света на конечном изображении многих биологических образцов и по-прежнему зависит от низкого видимого разрешения.

Диатомовые под Rheinberg освещения

Освещение Рейнберга - это особый вариант освещения темного поля, при котором прозрачные цветные фильтры вставляются непосредственно перед конденсором, так что световые лучи на большой апертуре имеют другой цвет, чем на низкой апертуре (т. Е. Фон образца может быть синим, в то время как световые лучи объект кажется самосветящимся красным). Возможны и другие сочетания цветов, но их эффективность весьма различна. [16]

Окрашивание дисперсией [ править ]

Основная статья: Дисперсионное окрашивание

Дисперсионное окрашивание - это оптический метод, позволяющий получить цветное изображение бесцветного объекта. Это метод оптического окрашивания, который не требует красителей и красителей для создания цветового эффекта. В более широком методе дисперсионного окрашивания используются пять различных конфигураций микроскопа. К ним относятся светлопольное окрашивание по линии Беке, наклонное, темнопольное, фазово-контрастное и дисперсионное окрашивание.

Фазовый контраст [ править ]

Фазово-контрастная световая микрофотография некальцинированного гиалинового хряща, на которой видны хондроциты и органеллы , лакуны и внеклеточный матрикс .
Основная статья: Фазово-контрастная микроскопия
В электронной микроскопии : фазово-контрастное изображение

Более сложные методы покажут пропорциональные различия в оптической плотности. Фазовый контраст - это широко используемый метод, который показывает разницу в показателе преломления как разницу в контрасте. Его разработал голландский физик Фриц Зернике.в 1930-е гг. (за что в 1953 г. был удостоен Нобелевской премии). Например, ядро ​​клетки будет темным на фоне окружающей цитоплазмы. Контраст отличный; однако он не предназначен для использования с толстыми предметами. Часто даже вокруг небольших объектов образуется ореол, скрывающий детали. Система состоит из круглого кольца в конденсаторе, которое производит световой конус. Этот конус накладывается на кольцо аналогичного размера внутри фазового объектива. У каждой цели есть кольцо разного размера, поэтому для каждой цели нужно выбирать другую настройку конденсатора. Кольцо в объективе обладает особыми оптическими свойствами: оно, прежде всего, уменьшает интенсивность прямого света, но, что более важно, оно создает искусственную разность фаз примерно на четверть длины волны. Поскольку физические свойства этого прямого света изменились,Происходит интерференция дифрагированного света, в результате чего изображение становится фазово-контрастным. Одним из недостатков фазово-контрастной микроскопии является образование ореола (светового кольца ореола).

Дифференциальный интерференционный контраст [ править ]

Основная статья: Дифференциальная интерференционная контрастная микроскопия

Лучшим и гораздо более дорогим является использование интерференционного контраста . Различия в оптической плотности проявляются в различиях рельефа. Ядро в клетке будет на самом деле может отображаться как глобулы в наиболее часто используемой дифференциальной интерференционных контрастной системе в соответствии с Georges Nomarski . Однако следует иметь в виду, что это оптический эффект , и рельеф не обязательно соответствует истинной форме. Контрастность очень хорошая, и диафрагму конденсора можно использовать полностью открытой, тем самым уменьшая глубину резкости и увеличивая разрешение.

Система состоит из специальной призмы ( Номарская призмы , Волластон призма ) в конденсаторе , который расщепляется свет в обыкновенном и необыкновенном луче. Пространственная разница между двумя лучами минимальна (меньше максимального разрешения объектива). После прохождения через образец лучи объединяются аналогичной призмой в объективе.

В однородном образце нет разницы между двумя лучами и не создается контраст. Однако вблизи преломляющей границы (скажем, ядра в цитоплазме) разница между обычным и необычным лучом создаст рельеф на изображении. Дифференциальный интерференционный контраст требует для работы поляризованного источника света ; На пути света должны быть установлены два поляризационных фильтра: один под конденсатором (поляризатором), а другой над объективом (анализатор).

Примечание: в случаях, когда оптическая конструкция микроскопа обеспечивает заметное поперечное разделение двух лучей, мы имеем дело с классической интерференционной микроскопией , которая не дает рельефных изображений, но, тем не менее, может использоваться для количественного определения толщины и массы. микроскопических объектов.

Отражение интерференции [ править ]

Основная статья: Интерференционная отражательная микроскопия

Дополнительным методом, использующим интерференцию, является микроскопия интерференционного отражения (также известная как отраженный интерференционный контраст или RIC). Он основан на прилипании клеток к слайду для создания интерференционного сигнала. Если к стеклу не прикреплена ячейка, интерференции не будет.

Микроскопию интерференционного отражения можно получить, используя те же элементы, что и в ДИК, но без призм. Кроме того, обнаруживаемый свет отражается, а не проходит, как при использовании DIC.

Флуоресценция [ править ]

Изображения также могут содержать артефакты . Это конфокальной лазерной сканирующей флуоресцентной микрофотография из Тале кресс пыльника (часть тычинки ). На картинке, среди прочего, изображена красивая плавная структура в виде воротника красного цвета прямо под пыльником. Однако у целой тычинки кресс-салата такой воротник отсутствует, это артефакт фиксации: тычинка разрезана под рамкой рисунка, а эпидермис (верхний слой клеток) стебля тычинки отслоился, образовав нехарактерную структуру. . Фото: Хейти Павес из Таллиннского технологического университета .
Основная статья: Флуоресцентная микроскопия

Когда определенные соединения освещаются светом высокой энергии, они излучают свет более низкой частоты. Этот эффект известен как флуоресценция . Часто образцы показывают свое характерное автофлуоресцентное изображение, основанное на их химическом составе.

Этот метод имеет решающее значение в современной науке о жизни, поскольку он может быть чрезвычайно чувствительным, позволяя обнаруживать отдельные молекулы. Для окрашивания различных структур или химических соединений можно использовать множество различных флуоресцентных красителей . Одним из особенно эффективных методов является комбинация антител, связанных с флуорофором, как при иммуноокрашивании . Примерами обычно используемых флуорофоров являются флуоресцеин или родамин .

Антитела могут быть адаптированы к химическому соединению. Например, одна из часто используемых стратегий - это искусственное производство белков на основе генетического кода (ДНК). Затем эти белки можно использовать для иммунизации кроликов с образованием антител, которые связываются с этим белком. Затем антитела химически связываются с флуорофором и используются для отслеживания белков в исследуемых клетках.

Высокоэффективные флуоресцентные белки , такие как зеленый флуоресцентный белок (GFP) были разработаны с использованием молекулярной биологии технику слияния генов , процесс , который связывает выражение флуоресцентного соединения к количеству белка - мишени. Этот комбинированный флуоресцентный белок, как правило, не токсичен для организма и редко нарушает функцию исследуемого белка. Генетически модифицированные клетки или организмы непосредственно экспрессируют флуоресцентно меченые белки, что позволяет изучать функцию исходного белка in vivo .

Рост кристаллов белка приводит как к кристаллам белка, так и к кристаллам соли. Оба бесцветные и микроскопические. Извлечение кристаллов протеина требует визуализации, которая может быть сделана по собственной флуоресценции протеина или с помощью просвечивающей микроскопии. Оба метода требуют ультрафиолетового микроскопа, поскольку белок поглощает свет на длине волны 280 нм. Белок также будет флуоресцировать примерно на 353 нм при возбуждении светом 280 нм. [17]

Поскольку флуоресцентное излучение отличается по длине волны (цвету) от возбуждающего света, идеальное флуоресцентное изображение показывает только интересующую структуру, помеченную флуоресцентным красителем. Эта высокая специфичность привела к широкому использованию флуоресцентной световой микроскопии в биомедицинских исследованиях. Различные флуоресцентные красители могут использоваться для окрашивания различных биологических структур, которые затем могут быть обнаружены одновременно, но при этом остаются специфическими из-за индивидуального цвета красителя.

Чтобы не допустить попадания возбуждающего света на наблюдателя или детектор, необходимы наборы фильтров высокого качества. Обычно они состоят из фильтра возбуждения, выбирающего диапазон длин волн возбуждения , дихроичного зеркала и фильтра излучения, блокирующего свет возбуждения. Большинство флуоресцентных микроскопов работают в режиме Epi-освещения (освещение и обнаружение с одной стороны образца) для дальнейшего уменьшения количества возбуждающего света, попадающего в детектор.

См. Также: флуоресцентный микроскоп полного внутреннего отражения Neuroscience

Конфокальный [ править ]

Основная статья: Конфокальная микроскопия

В конфокальной лазерной сканирующей микроскопии используется сфокусированный лазерный луч (например, 488 нм), который сканируется по образцу для возбуждения флуоресценции по точкам. Излучаемый свет направляется через точечное отверстие для предотвращения попадания расфокусированного света на детектор, обычно на фотоэлектронный умножитель . Изображение строится в компьютере, на котором отображаются измеренные интенсивности флуоресценции в соответствии с положением возбуждающего лазера. По сравнению с полным освещением образца конфокальная микроскопия дает немного более высокое латеральное разрешение и значительно улучшает оптическое сечение (осевое разрешение). Поэтому конфокальная микроскопия обычно используется там, где важна трехмерная структура.

Подкласс конфокальных микроскопов - это микроскопы с вращающимся диском, которые могут сканировать несколько точек одновременно по образцу. Соответствующий диск с точечными отверстиями отклоняет расфокусированный свет. Детектором света в микроскопе с вращающимся диском является цифровая камера, обычно EM-CCD или sCMOS .

Двухфотонная микроскопия [ править ]

Двухфотонный микроскоп также является лазерным сканирующим микроскопом, но вместо УФ, синего или зеленого лазерного света для возбуждения используется импульсный инфракрасный лазер . Только в крошечном фокусе лазера интенсивность достаточно высока для генерации флуоресценции за счет двухфотонного возбуждения , а это означает, что не возникает расфокусированной флуоресценции и не требуется точечное отверстие для очистки изображения. [18] Это позволяет получать изображения глубоко в рассеивающей ткани, где конфокальный микроскоп не сможет эффективно улавливать фотоны. [19] Двухфотонные микроскопы с широкопольным обнаружением часто используются для функциональной визуализации, например, для визуализации кальция в тканях мозга. [20] Они продаются какМногофотонные микроскопы от нескольких компаний, хотя выгоды от использования 3-фотонного возбуждения вместо 2-фотонного возбуждения незначительны.

Микроскопия с одноплоскостным освещением и флуоресцентная микроскопия световых листов [ править ]

Основная статья: Световая листовая флуоресцентная микроскопия

Используя световую плоскость, сформированную путем фокусировки света через цилиндрическую линзу под узким углом или путем сканирования линии света в плоскости, перпендикулярной оси объектива, можно получить оптические срезы с высоким разрешением. [21] [22] [23] Одноплоскостное освещение, или освещение световым листом, также достигается с использованием методов формирования луча, включающих расширители луча с несколькими призмами . [24] [25] Изображения захватываются матрицей CCD. Эти варианты позволяют осуществлять очень быстрый захват изображений с высоким отношением сигнал / шум.

Широкопольная многофотонная микроскопия [ править ]

Основная статья: Широкопольная многофотонная микроскопия

Многофотонная микроскопия с широким полем [26] [27] [28] [29] относится к методу оптического нелинейного изображения, при котором большая площадь объекта освещается и отображается без необходимости сканирования. Высокая интенсивность требуется, чтобы вызвать нелинейные оптические процессы, такие как двухфотонная флуоресценция или генерация второй гармоники . В сканирующих многофотонных микроскопах высокая интенсивность достигается за счет сильной фокусировки света, а изображение получается путем сканирования луча. В широкоугольной многофотонной микроскопии высокие интенсивности лучше всего достигаются при использовании оптически усиленногоимпульсный лазерный источник для достижения большого поля зрения (~ 100 мкм). [26] [27] [28] Изображение в этом случае получается в виде одного кадра с помощью камеры CCD без необходимости сканирования, что делает этот метод особенно полезным для визуализации динамических процессов одновременно на интересующем объекте. С помощью широкоугольной многофотонной микроскопии частота кадров может быть увеличена до 1000 раз по сравнению с многофотонной сканирующей микроскопией . [27] Однако в рассеивающей ткани качество изображения быстро ухудшается с увеличением глубины.

Деконволюция [ править ]

Флуоресцентная микроскопия - это мощный метод, позволяющий показать специально помеченные структуры в сложной среде и предоставить трехмерную информацию о биологических структурах. Однако эта информация размывается из-за того, что при освещении все флуоресцентно меченые структуры излучают свет, независимо от того, в фокусе они или нет. Таким образом, изображение определенной структуры всегда размывается из-за попадания света от структур, находящихся не в фокусе. Это явление приводит к потере контраста, особенно при использовании объективов с высокой разрешающей способностью, обычно масляных иммерсионных объективов с большой числовой апертурой.

Математически смоделированная функция рассеяния точки импульсной системы формирования изображения терагерцового лазера. [30]

Однако размытость не вызвана случайными процессами, такими как рассеяние света, но может быть хорошо определена оптическими свойствами формирования изображения в системе формирования изображения микроскопа. Если рассматривать небольшой флуоресцентный источник света (по сути, яркое пятно), свет, исходящий из этого пятна, распространяется дальше с нашей точки зрения, поскольку пятно становится все более не в фокусе. В идеальных условиях это создает форму «песочных часов» этого точечного источника в третьем (осевом) измерении. Эта форма называется функцией рассеяния точки.(PSF) системы визуализации микроскопа. Поскольку любое флуоресцентное изображение состоит из большого количества таких небольших флуоресцентных источников света, говорят, что изображение «свернуто с помощью функции рассеяния точки». Математически смоделированный PSF системы формирования изображения терагерцового лазера показан справа.

Выходные данные системы визуализации можно описать с помощью уравнения:

Где n - аддитивный шум. [31] Знание этой функции рассеяния точки [32] означает, что можно до некоторой степени обратить этот процесс вспять с помощью компьютерных методов, широко известных как микроскопия деконволюции . [33] Существуют различные алгоритмы двухмерной или трехмерной деконволюции. Их можно условно разделить на невосстановительные и восстановительные.методы. В то время как нереставрационные методы могут улучшить контраст, удаляя расфокусированный свет из фокальных плоскостей, только реставрационные методы могут фактически переназначить свет на его надлежащее место происхождения. Обработка флуоресцентных изображений таким образом может быть преимуществом по сравнению с прямым получением изображений без расфокусированного света, таких как изображения с конфокальной микроскопии , поскольку световые сигналы, в противном случае устраненные, становятся полезной информацией. Для трехмерной деконволюции обычно предоставляют серию изображений, снятых из разных фокальных плоскостей (называемых Z-стеком), плюс знание PSF, которое может быть получено экспериментально или теоретически на основе знания всех параметров микроскопа.

Методы субдифракции [ править ]

Основная статья: микроскопия сверхвысокого разрешения
Пример микроскопии сверхвысокого разрешения. Изображение Her3 и Her2 , мишени противоракового препарата трастузумаба , внутри раковой клетки.

В последнее время было разработано множество методов микроскопии сверхвысокого разрешения, позволяющих обойти дифракционный барьер.

В основном это достигается путем многократного отображения достаточно статического образца и либо изменения возбуждающего света, либо наблюдения за стохастическими изменениями изображения. Методы деконволюции, описанные в предыдущем разделе, которые удаляют вызванное PSF размытие и назначают математически «правильное» происхождение света, используются, хотя и с немного другим пониманием значения пикселя. Предполагая, что большую часть времени один-единственный флуорофор вносит вклад в одну-единственную каплю на одном единственном полученном изображении, капли на изображениях могут быть заменены их расчетным положением, что значительно улучшает разрешение до уровня значительно ниже дифракционного предела.

Чтобы реализовать такое предположение, в основе этих методов лежат знания и химический контроль фотофизики флуорофоров, с помощью которых регулярно достигается разрешение ~ 20 нанометров. [34] [35]

Последовательная временная усиленная микроскопия [ править ]

Основная статья: Последовательная временная амплифицированная микроскопия

Усиленная микроскопия с последовательным кодированием во времени (STEAM) - это метод визуализации, который обеспечивает сверхбыструю скорость затвора и частоту кадров за счет использования оптического усиления изображения, чтобы обойти фундаментальный компромисс между чувствительностью и скоростью, и однопиксельного фотодетектора для устранения необходимости матрица детекторов и ограничения времени считывания [36] Метод как минимум в 1000 раз быстрее, чем современные камеры CCD и CMOS . Следовательно, он потенциально полезен для широкого круга научных, промышленных и биомедицинских приложений, требующих высокой скорости получения изображений, включая диагностику в реальном времени и оценку ударных волн, микрофлюидики , МЭМС илазерная хирургия . [37]

Расширения [ править ]

Большинство современных инструментов предоставляют простые решения для микрофотографии и записи изображений в электронном виде. Однако такие возможности не всегда присутствуют, и более опытный микроскопист во многих случаях все же предпочтет нарисованное от руки изображение фотографии. Это потому, что микроскопист со знанием предмета может точно преобразовать трехмерное изображение в точный двухмерный рисунок. Однако на фотографии или другой системе захвата изображения только одна тонкая плоскость всегда находится в хорошем фокусе.

Создание аккуратных и точных микрофотографий требует микроскопической техники с использованием монокулярного окуляра. Важно, чтобы оба глаза были открыты и чтобы глаз, который не наблюдает в микроскоп, вместо этого был сосредоточен на листе бумаги на столе рядом с микроскопом. С практикой, не двигая головой или глазами, можно точно записывать наблюдаемые детали, обводя наблюдаемые формы, одновременно «видя» острие карандаша на микроскопическом изображении.

Практика этого метода также устанавливает хорошую общую микроскопическую технику. Всегда менее утомительно наблюдать с микроскопом, сфокусированным так, чтобы изображение было видно на бесконечности и всегда с обоими глазами.

Другие улучшения [ править ]

Основная статья: стереомикроскоп

Микроспектроскопия: спектроскопия с микроскопом

Рентген [ править ]

Основная статья: рентгеновская микроскопия

Поскольку разрешение зависит от длины волны света. Электронная микроскопия была разработана с 1930-х годов, в которой вместо света используются электронные лучи. Из-за гораздо меньшей длины волны электронного луча разрешение намного выше.

Рентгеновская микроскопия, хотя и менее распространена, также была разработана с конца 1940-х годов. Разрешение рентгеновской микроскопии находится между разрешающей способностью световой микроскопии и электронной микроскопии.

Электронная микроскопия [ править ]

Основная статья: Электронный микроскоп

До изобретения субдифракционной микроскопии длина волны света ограничивала разрешение традиционной микроскопии примерно до 0,2 микрометра. Чтобы получить более высокое разрешение, в электронных микроскопах используется пучок электронов с гораздо меньшей длиной волны.

  • Просвечивающая электронная микроскопия (ПЭМ) очень похожа на составной световой микроскоп, когда электронный луч направляется через очень тонкий срез образца. Предел разрешения в 2005 году составлял около 0,05 [ сомнительно - обсудить ] нанометра и с тех пор существенно не увеличился.
  • Сканирующая электронная микроскопия (SEM) визуализирует детали на поверхности образцов и дает очень красивый трехмерный вид. Он дает результаты, очень похожие на результаты работы светового стереомикроскопа. Лучшее разрешение для СЭМ в 2011 году составляло 0,4 нанометра.

Электронные микроскопы, оборудованные для рентгеновской спектроскопии, могут обеспечить качественный и количественный элементный анализ. Этот тип электронного микроскопа, также известный как аналитический электронный микроскоп, может быть очень мощным инструментом определения характеристик для исследования наноматериалов. [38]

Сканирующая зондовая микроскопия [ править ]

Основная статья: Сканирующая зондовая микроскопия

Это метод субдифракции. Примерами сканирующих зондовых микроскопов являются атомно-силовой микроскоп (АСМ), сканирующий туннельный микроскоп , фотонный силовой микроскоп и повторный трековый микроскоп . Все такие методы используют физический контакт твердого наконечника зонда для сканирования поверхности объекта, которая должна быть почти плоской.

Ультразвуковая сила [ править ]

Ультразвуковая силовая микроскопия (UFM) была разработана для улучшения деталей и контрастности изображения на «плоских» областях интереса, где изображения AFM ограничены по контрасту. Комбинация AFM-UFM позволяет формировать акустическое микроскопическое изображение ближнего поля. Наконечник AFM используется для обнаружения ультразвуковых волн и преодолевает ограничение длины волны, которое встречается в акустической микроскопии. Используя эластичные изменения под наконечником АСМ, можно получить изображение с гораздо большей детализацией, чем топография АСМ.

Ультразвуковая силовая микроскопия позволяет локально отображать эластичность в атомно-силовой микроскопии путем приложения ультразвуковой вибрации к кантилеверу или образцу. В попытке количественно проанализировать результаты ультразвуковой силовой микроскопии, выполняется измерение кривой силы-расстояния с ультразвуковой вибрацией, приложенной к основанию кантилевера, и результаты сравниваются с моделью динамики кантилевера и взаимодействия зонд-образец. на основе конечно-разностной техники.

Ультрафиолетовая микроскопия [ править ]

У ультрафиолетовых микроскопов есть две основные цели. Первый заключается в использовании более короткой длины волны ультрафиолетовой электромагнитной энергии для улучшения разрешения изображения, превышающего дифракционный предел стандартных оптических микроскопов. Этот метод используется для неразрушающего контроля устройств с очень мелкими характеристиками, например, тех, которые встречаются в современных полупроводниках. Второе применение ультрафиолетовых микроскопов - это усиление контраста, когда отклик отдельных образцов увеличивается по сравнению с их окружением из-за взаимодействия света с молекулами внутри самого образца. Один из примеров - рост кристаллов протеина.. Кристаллы белка образуются в солевых растворах. Поскольку кристаллы соли и белка образуются в процессе роста и оба обычно прозрачны для человеческого глаза, их невозможно различить с помощью стандартного оптического микроскопа. По мере того как триптофан из белка поглощает свет при 280 нм, визуализация с помощью УФ - микроскоп с 280 нм полосовых фильтров позволяет легко различать два типа кристаллов. Кристаллы протеина кажутся темными, а кристаллы соли прозрачными.

Инфракрасная микроскопия [ править ]

Термин инфракрасная микроскопия относится к микроскопии, выполняемой в инфракрасных длинах волн. В типичной конфигурации прибора инфракрасный спектрометр с преобразованием Фурье (FTIR) объединен с оптическим микроскопом и инфракрасным детектором . Инфракрасный детектор может быть одноточечным детектором, линейной решеткой или двумерной решеткой в ​​фокальной плоскости. FTIR дает возможность выполнять химический анализ с помощью инфракрасной спектроскопии, а микроскоп и точечный или матричный детектор позволяют проводить этот химический анализ с пространственным разрешением, т. Е. Выполнять в различных областях образца. По существу, этот метод также называется инфракрасной микроскопией [39] [40]. Альтернативная архитектура, называемая Laser Direct Infrared (LDIR) Imaging, включает комбинацию настраиваемого источника инфракрасного света и одноточечного детектора на летающем объекте). Этот метод часто используется для инфракрасной химической визуализации , где контраст изображения определяется реакцией отдельных областей образца на определенные длины волн ИК-излучения, выбранные пользователем, обычно это конкретные полосы ИК-поглощения и связанные с ними молекулярные резонансы . Ключевым ограничением традиционной инфракрасной микроскопии является то, что пространственное разрешение ограничено дифракцией.. В частности, пространственное разрешение ограничено числом, относящимся к длине волны света. Для практических ИК-микроскопов пространственное разрешение ограничено 1-3-кратной длиной волны, в зависимости от конкретной техники и используемого инструмента. Для длин волн среднего ИК-диапазона это устанавливает практический предел пространственного разрешения ~ 3-30 мкм.

Также существуют ИК-версии субдифракционной микроскопии. [39] [40] К ним относятся ИК в ближней зоне сканирующего оптического микроскопа (NSOM) , [41] фототермическая микроспектроскопия и атомно - силовой микроскоп на основе инфракрасной спектроскопии (АСМ-ИК) , а также рассеяние типа сканирования ближнего поля оптическая микроскопия ( s-SNOM) [42] и нано-FTIR, которые обеспечивают наноразмерное пространственное разрешение на длинах волн инфракрасного излучения.

Цифровая голографическая микроскопия [ править ]

Клетки человека, полученные с помощью фазового сдвига DHM (слева) и фазово-контрастной микроскопии (справа).
Основная статья: Цифровая голографическая микроскопия

В цифровой голографической микроскопии (DHM) интерферирующие волновые фронты от когерентного (монохроматического) источника света регистрируются на датчике. Изображение реконструируется компьютером в цифровом виде по записанной голограмме . Помимо обычного изображения в светлом поле создается изображение с фазовым сдвигом .

DHM может работать как в режиме отражения, так и в режиме передачи. В режиме отражения изображение с фазовым сдвигом обеспечивает измерение относительного расстояния и, таким образом, представляет карту топографии отражающей поверхности. В режиме пропускания изображение с фазовым сдвигом обеспечивает количественное измерение оптической толщины образца без этикеток. Изображения фазового сдвига биологических клеток очень похожи на изображения окрашенных клеток и были успешно проанализированы с помощью программного обеспечения для анализа высокого содержания .

Уникальной особенностью DHM является возможность регулировки фокуса после записи изображения, поскольку все плоскости фокусировки записываются голограммой одновременно. Эта функция позволяет отображать движущиеся частицы в объеме или быстро сканировать поверхность. Еще одна привлекательная особенность - способность DHM использовать недорогую оптику за счет программной коррекции оптических аберраций.

Цифровая патология (виртуальная микроскопия) [ править ]

Основная статья: Цифровая патология

Цифровая патология - это информационная среда на основе изображений, созданная с помощью компьютерных технологий, которая позволяет управлять информацией, полученной с цифрового слайда. Цифровая патология частично обеспечивается виртуальной микроскопией , которая представляет собой практику преобразования стеклянных слайдов в цифровые слайды, которые можно просматривать, управлять и анализировать.

Лазерная микроскопия [ править ]

Лазерная микроскопия - это быстро развивающаяся область, в которой источники лазерного излучения используются в различных формах микроскопии. [43] Например, в лазерной микроскопии, ориентированной на биологические приложения, используются лазеры с ультракороткими импульсами в ряде методов, обозначенных как нелинейная микроскопия, микроскопия насыщения и микроскопия с двухфотонным возбуждением . [44]

Лабораторные рентгеновские лазеры высокой интенсивности с короткими импульсами разрабатываются уже несколько лет. Когда эта технология будет реализована, можно будет получать увеличенные трехмерные изображения элементарных биологических структур в живом состоянии в точно определенный момент. Для оптимального контраста между водой и белком, а также для лучшей чувствительности и разрешения лазер следует настраивать около линии азота примерно на 0,3 нанометра. Разрешение будет ограничиваться в основном гидродинамическим расширением, которое происходит при регистрации необходимого количества фотонов. [45] Таким образом, хотя образец разрушается в результате воздействия, его конфигурация может быть зафиксирована до того, как он взорвется. [46] [47] [48] [49] [50][51] [ чрезмерное цитирование ]

Ученые работали над практическими проектами и прототипами рентгеновских голографических микроскопов, несмотря на длительную разработку соответствующего лазера. [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [ чрезмерное цитирование ]

Фотоакустическая микроскопия [ править ]

Методика микроскопии опираясь на фотоакустическом эффекта , [60] т.е. генерация (ультра) звука , вызванного поглощением света. Сфокусированный и модулированный по интенсивности лазерный луч сканируется в растровом формате по образцу. Генерируемый (ультра) звук обнаруживается с помощью ультразвукового преобразователя. Обычно используются пьезоэлектрические ультразвуковые преобразователи. [61]

Контраст изображения связан с коэффициентом поглощения образца . Это контрастирует с микроскопией в светлом или темном поле, где контраст изображения обусловлен пропусканием или рассеянием. В принципе, контраст флуоресцентной микроскопии также пропорционален поглощению образца. Однако в флуоресцентной микроскопии квантовый выход флуоресценции не должен быть равен нулю, чтобы сигнал мог быть обнаружен. Однако в фотоакустической микроскопии каждое поглощающее вещество дает фотоакустический сигнал, который пропорционален

Здесь - коэффициент Грюнайзена, - энергия фотонов лазера и - энергия запрещенной зоны образца. Следовательно, фотоакустическая микроскопия кажется хорошо подходящей в качестве метода, дополняющего флуоресцентную микроскопию, поскольку высокий квантовый выход флуоресценции приводит к высоким сигналам флуоресценции, а низкий квантовый выход флуоресценции приводит к высоким фотоакустическим сигналам.

Пренебрегая нелинейными эффектами, поперечное разрешение dx ограничено дифракционным пределом Аббе :

где - длина волны возбуждающего лазера, NA - числовая апертура линзы объектива. Предел дифракции Аббе сохраняется, если фронт набегающей волны параллелен. В действительности, однако, профиль лазерного луча гауссовский. Следовательно, для расчета достижимого разрешения необходимо использовать формулы для усеченных гауссовых пучков. [62]

Любительская микроскопия [ править ]

Любительская микроскопия - это исследование и наблюдение биологических и небиологических образцов в развлекательных целях. Коллекционеры минералов , насекомых , ракушек и растений могут использовать микроскопы в качестве инструментов, чтобы обнаруживать особенности, которые помогают им классифицировать собранные ими предметы. Другим любителям может быть интересно понаблюдать за жизнью в пруду и в других образцах. Микроскопы также могут оказаться полезными для оценки качества воды для людей, которые держат домашний аквариум.. Фотографическое документирование и нанесение микроскопических изображений - дополнительные задачи, расширяющие спектр задач любителя. Есть даже конкурсы на искусство микрофотографии . Участники этого времяпрепровождения могут использовать коммерческие предметные стекла или заниматься подготовкой образцов.

Хотя микроскопия является центральным инструментом в документации биологических образцов, ее, как правило, недостаточно, чтобы оправдать описание нового вида, основанное только на микроскопических исследованиях. Часто для подтверждения открытия нового вида необходимы генетические и биохимические тесты. Лаборатория и доступ к научной литературе , является необходимостью, которая специализирована и, в общем, не доступна для любителей. Однако у любителей есть одно огромное преимущество перед профессионалами: время исследовать свое окружение. Часто опытные любители объединяются с профессионалами, чтобы подтвердить свои выводы и (возможно) описать новые виды.

В конце 1800-х годов любительская микроскопия стала популярным хобби в США и Европе. Нескольким «профессиональным любителям» за поездки для отбора проб и микроскопические исследования платили филантропы, чтобы развлечь их в воскресенье днем ​​(например, специалист по диатомовым водорослям А. Грунов, которому (среди прочего) платил бельгийский промышленник). Профессор Джон Фин опубликовал «Практические советы по выбору и использованию микроскопа (второе издание, 1878 г.)», а также был редактором «Американского журнала микроскопии».

Примеры любительских снимков с микроскопии:

  • "Домашняя пчела" Рот 100X

  • Стебель риса cs 400X

  • Яички кролика 100X

  • Папоротник проталлий 400X

Применение в судебной медицине [ править ]

Микроскопия имеет множество применений в судебной медицине; он обеспечивает точность, качество, точность и воспроизводимость результатов. [63] Эти приложения практически безграничны. Это связано со способностью микроскопа обнаруживать, распознавать и отображать мельчайшие улики, часто без каких-либо изменений или разрушений. Микроскоп используется для идентификации и сравнения волокон, волос, грязи, пыли и т. Д.

Цель любого микроскопа - увеличить изображения или фотографии небольшого объекта и увидеть мелкие детали. В судебной медицине; Тип образца, информация, которую нужно получить от него, и тип микроскопа, выбранного для данной задачи, определяют, требуется ли подготовка образца. Например, чернильные линии, пятна крови или пули, обработка не требуется, и доказательства видны непосредственно с соответствующего микроскопа без какой-либо формы подготовки образца, но для следов определенного вещества подготовка образца должна быть сделана до микроскопического исследования.

В лаборатории судебной экспертизы используются различные микроскопы. Световые микроскопы наиболее широко используются в судебной медицине, и эти микроскопы используют фотоны для формирования изображений 4 , эти микроскопы, которые наиболее применимы для исследования образцов судебной медицины, как упоминалось ранее, следующие: [64]

1. Составной микроскоп

2. Микроскоп сравнения.

3. Стереоскопический микроскоп.

4. Поляризационный микроскоп.

5. Микроспектрофотометр.

Такое разнообразие типов микроскопов в судебной медицине обусловлено в основном их диапазонами увеличения, которые составляют (1-1200X), (50-30,000X) и (500-250,000X) для оптической микроскопии, SEM и TEM соответственно. [64]

См. Также [ править ]

  • Акронимы в микроскопии
  • Цифровой микроскоп
  • Цифровая патология
  • Визуализирующая циклерная микроскопия
  • Коррекция бесконечности
  • Интерферометрическая микроскопия
  • Köhler освещение
  • Список микроскопистов
  • Микроденситометр
  • Хронология развития микроскопических технологий
  • Микроскопия с двухфотонным возбуждением
  • USB-микроскоп
  • Микроскопы Ван Левенгука
  • Микроскопическое открытие микробной жизни (микроорганизмов) ван Левенгук

важный

Ссылки [ править ]

  1. ↑ Эдинбургский университет (6 марта 2018 г.). "Что такое микроскопия?" . Эдинбургский университет . Проверено 9 апреля 2018 года .
  2. ^ а б Форд, Брайан Дж. (1992). «От дилетанта к прилежному экспериментатору: переоценка Левенгука как микроскописта и исследователя» . История биологии . 5 (3).
  3. ^ Атти Della Fondazione Giorgio Ronchi E Contributi Dell'Istituto Nazionale Di Ottica, Том 30, La Fondazione-1975, страница 554
  4. ↑ Альберт Ван Хелден; Свен Дюпре; Роб ван Гент (2010). Истоки телескопа . Издательство Амстердамского университета. п. 24. ISBN 978-90-6984-615-6. Архивировано 15 февраля 2017 года.
  5. ^ Уильям Розенталь, Очки и другие вспомогательные средства зрения: история и руководство по сбору, Norman Publishing, 1996, стр. 391 - 392
  6. ↑ Роберт Д. Уэрта, Делфтские гиганты: Йоханнес Вермеер и естествоиспытатели: параллельный поиск знаний в эпоху открытий, Bucknell University Press - 2003, стр. 126
  7. ^ А. Марк Смит, От взгляда к свету: переход от древней к современной оптике, University of Chicago Press - 2014, стр. 387
  8. Перейти ↑ Raymond J. Seeger, Men of Physics: Galileo Galilei, His Life and His Works, Elsevier - 2016, page 24
  9. ^ Дж. Уильям Розенталь, Очки и другие вспомогательные средства зрения: история и руководство по сбору, Norman Publishing, 1996, стр. 391
  10. ↑ Лейн, Ник (6 марта 2015 г.). «Невидимый мир: размышления о Левенгуке (1677 г.)« О зверюшке »». Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci . 2015 Apr; 370 (1666): 20140344. [doi: 10.1098 / rstb.2014.0344]
  11. ^ М Абрамовица Дэвидсон MW (2007). «Введение в микроскопию» . Молекулярные выражения . Проверено 22 августа 2007 .
  12. ^ Abbe, E. (1874) Вклад в теорию микроскопа и природу микроскопического зрения. Proc. Bristol Nat. Soc. 1, 200–261.
  13. ^ Pawley JB (редактор) (2006). Справочник по биологической конфокальной микроскопии (3-е изд.). Берлин: Springer. ISBN 0-387-25921-X . 
  14. ^ Лакович, Джозеф Р. (1999) Принципы флуоресцентной спектроскопии. Нью-Йорк: Kluwer Academic / Plenum.
  15. ^ М Абрамовица Дэвидсон МВт (2003-08-01). «Освещение темного поля» . Проверено 21 октября 2008 .
  16. ^ М Абрамовица Дэвидсон МВт (2003-08-01). «Райнбергское освещение» . Проверено 21 октября 2008 .
  17. ^ Гилл, Harindarpal (январь 2010). «Оценка эффективности флуоресценции и поглощения триптофана в качестве инструмента выбора для идентификации кристаллов белка» . Acta Crystallographica . F66 (Pt 3): 364–372. DOI : 10.1107 / S1744309110002022 . PMC 2833058 . PMID 20208182 .  
  18. ^ Денк, Винфрид; Свобода, Карел (март 1997). "Photon Upmanship: Почему многофотонная визуализация - это больше, чем уловка". Нейрон . 18 (3): 351–357. DOI : 10.1016 / S0896-6273 (00) 81237-4 . PMID 9115730 . S2CID 2414593 .  
  19. ^ Denk, W .; Делани, КР; Гельперин, А .; Kleinfeld, D .; Строубридж, BW; Танк, DW; Юсте, Р. (1994). «Анатомическая и функциональная визуализация нейронов с использованием 2-фотонной лазерной сканирующей микроскопии». Журнал методов неврологии . 54 (2): 151–162. DOI : 10.1016 / 0165-0270 (94) 90189-9 . PMID 7869748 . S2CID 3772937 .  
  20. ^ Свобода, Карел; Денк, Винфрид; Кляйнфельд, Дэвид; Танк, Дэвид В. (1997). «In vivo дендритная динамика кальция в пирамидных нейронах неокортекса» . Природа . 385 (6612): 161–165. Bibcode : 1997Natur.385..161S . DOI : 10.1038 / 385161a0 . ISSN 0028-0836 . PMID 8990119 . S2CID 4251386 .   
  21. ^ Voie, АХ (1993). «Визуализация интактного барабанного пузыря морской свинки с помощью флуоресцентной оптической микроскопии с ортогональной плоскостью». Слуховые исследования . 71 (1–2): 119–128. DOI : 10.1016 / S0378-5955 (02) 00493-8 . ISSN 0378-5955 . PMID 12204356 . S2CID 12775304 .   
  22. ^ Грегер, К .; Дж. Свогер; EHK Stelzer (2007). «Основные конструктивные элементы и свойства флуоресцентного одноплоскостного осветительного микроскопа» . Обзор научных инструментов . 78 (2): 023705–023705–7. Bibcode : 2007RScI ... 78b3705G . DOI : 10.1063 / 1.2428277 . ISSN 0034-6748 . PMID 17578115 .  
  23. ^ Байтаерт, Янв; Э. Декамп; Д. Адрианс; JJJ Dirckx (2012). «Семейство микроскопов OPFOS: оптическое сечение биомедицинских образцов с высоким разрешением» . Anatomy Research International . 2012 : 206238. arXiv : 1106.3162 . DOI : 10.1155 / 2012/206238 . ISSN 2090-2743 . PMC 3335623 . PMID 22567307 .   
  24. ↑ FJ Duarte, in High Power Dye Lasers (Springer-Verlag, Berlin, 1991), Глава 2.
  25. ^ Duarte FJ (1993), Система электрооптического интерферометрического микроденситометра, Патент США 5255069 Архивировано 13 октября 2017 г. в Wayback Machine .
  26. ^ a b Петерсон, Марк Д .; Хейс, Патрик Л .; Мартинес, Ими Су; Cass, Laura C .; Ахтил, Дженнифер Л .; Вайс, Эмили А .; Гейгер, Франц М. (01.05.2011). "Формирование изображения генерации второй гармоники с помощью усилителя кГц [Приглашено]". Оптические материалы Экспресс . 1 (1): 57. Bibcode : 2011OMExp ... 1 ... 57P . DOI : 10.1364 / ome.1.000057 .
  27. ^ a b c Масиас-Ромеро, Карлос; Дидье, Мари EP; Журден, Паскаль; Марке, Пьер; Магистретти, Пьер; Tarun, Orly B .; Зубковы, Виталий; Раденович, Александра ; Рок, Сильви (15 декабря 2014). «Высокопроизводительная визуализация второй гармоники для биологических приложений без этикеток» . Оптика Экспресс . 22 (25): 31102–12. Bibcode : 2014OExpr..2231102M . DOI : 10.1364 / oe.22.031102 . PMID 25607059 . 
  28. ^ а б Ченг, Ли-Чунг; Чанг, Цзя-Юань; Линь, Чун-Ю; Чо, Кенг-Чи; Йен, Вэй-Чунг; Чанг, Наньшань; Сюй, Крис; Дун, Чэнь Юань; Чен, Шин-Джен (2012-04-09). «Широкопольная многофотонная микроскопия на основе пространственно-временной фокусировки для быстрого оптического сечения» . Оптика Экспресс . 20 (8): 8939–48. Bibcode : 2012OExpr..20.8939C . DOI : 10.1364 / oe.20.008939 . PMID 22513605 . 
  29. ^ Орон, Дэн; Тал, Эран; Зильберберг, Ярон (2005-03-07). «Безсканирующая микроскопия с глубинным разрешением» . Оптика Экспресс . 13 (5): 1468–76. Bibcode : 2005OExpr..13.1468O . DOI : 10.1364 / opex.13.001468 . PMID 19495022 . 
  30. ^ Ахи, Киараш; Анвар, Мехди (26 мая 2016 г.). Анвар, Мехди Ф; Кроу, Томас В.; Манзур, Тарик (ред.). «Моделирование терагерцовых изображений на основе рентгеновских изображений: новый подход к проверке терагерцовых изображений и идентификации объектов с мелкими деталями за пределами терагерцового разрешения» . Терагерцовая физика, устройства и системы X: передовые приложения в промышленности . Терагерцовая физика, устройства и системы X: передовые приложения в промышленности и обороне. 9856 : 985610. Bibcode : 2016SPIE.9856E..10A . DOI : 10.1117 / 12.2228685 . S2CID 124315172 . 
  31. ^ Соломон, Крис (2010). Основы цифровой обработки изображений . ISBN компании John Wiley & Sons, Ltd. 978-0-470-84473-1.
  32. ^ Nasse MJ; Woehl JC (2010). «Реалистичное моделирование функции рассеяния точки освещения в конфокальной сканирующей оптической микроскопии». J. Opt. Soc. Являюсь. . 27 (2): 295–302. Bibcode : 2010JOSAA..27..295N . DOI : 10.1364 / JOSAA.27.000295 . PMID 20126241 . 
  33. ^ Уоллас W, Schaefer LH, Swedlow JR (2001). «Руководство по деконволюции в световой микроскопии» . Биотехнологии . 31 (5): 1076–8, 1080, 1082 пасс. DOI : 10.2144 / 01315bi01 . PMID 11730015 . 
  34. ^ Кауфманн Райнер; Мюллер Патрик; Хильденбранд Георг; Хаусманн Михаэль; Кремер Кристоф (2010). «Анализ кластеров мембранного белка Her2 / neu в различных типах клеток рака молочной железы с использованием микроскопии локализации». Журнал микроскопии . 242 (1): 46–54. CiteSeerX 10.1.1.665.3604 . DOI : 10.1111 / j.1365-2818.2010.03436.x . PMID 21118230 . S2CID 2119158 .   
  35. ^ van de Linde S .; Wolter S .; Зауэр С. (2011). «Фотопереключение и локализация одиночных молекул» . Aust. J. Chem . 64 (5): 503–511. DOI : 10,1071 / CH10284 .
  36. ^ К. Года; К.К. Циа; Б. Джалали (2009). «Последовательная кодированная во времени усиленная визуализация для наблюдения в реальном времени быстрых динамических явлений». Природа . 458 (7242): 1145–9. Bibcode : 2009Natur.458.1145G . DOI : 10,1038 / природа07980 . PMID 19407796 . S2CID 4415762 .  
  37. ^ Джалали, Бахрам; Кейпвелл, Дейл; Года, Кейсуке; Циа, Кевин К. (10.05.2010). «Характеристики последовательного усиленного микроскопа с временной кодировкой». Оптика Экспресс . 18 (10): 10016–10028. Bibcode : 2010OExpr..1810016T . DOI : 10,1364 / OE.18.010016 . ЛВП : 10722/91333 . ISSN 1094-4087 . PMID 20588855 . S2CID 8077381 .   
  38. ^ Kosasih, Феликс Утама; Ducati, Катерина (май 2018 г.). «Характеристика деградации перовскитных солнечных элементов с помощью in-situ и электронной микроскопии» . Нано Энергия . 47 : 243–256. DOI : 10.1016 / j.nanoen.2018.02.055 .
  39. ^ a b HM Pollock и SG Kazarian, Microspectroscopy in the Mid-Infrared, in Encyclopedia of Analytical Chemistry (Robert A. Meyers, Ed, 1-26 (2014), John Wiley & Sons Ltd,
  40. ^ a b Поллок Хуберт М (2014). «Микроспектроскопия в среднем инфракрасном диапазоне». Энциклопедия аналитической химии . С. 1–26. DOI : 10.1002 / 9780470027318.a5609.pub2 . ISBN 9780470027318.
  41. ^ HM Pollock и DA Smith, Использование зондов ближнего поля для колебательной спектроскопии и фототермической визуализации, в Справочнике по колебательной спектроскопии, JM Chalmers and PR Griffiths (eds), John Wiley & Sons Ltd, Vol. 2. С. 1472 - 1492 (2002).
  42. ^ Кейлманн, Фриц; Хилленбранд, Райнер (2004-04-15). Ричардс, Дэвид; Заяц, Анатолий (ред.). «Ближнепольная микроскопия по упругому рассеянию света от иглы» . Философские труды Лондонского королевского общества. Серия A: Математические, физические и технические науки . 362 (1817): 787–805. DOI : 10,1098 / rsta.2003.1347 . ISSN 1364-503X . PMID 15306494 . S2CID 20211405 .   
  43. ^ Дуарте FJ (2016). «Перестраиваемая лазерная микроскопия». В Duarte FJ (ред.). Настраиваемые лазерные приложения (3-е изд.). Бока-Ратон: CRC Press . С. 315–328. ISBN 9781482261066.
  44. Перейти ↑ Thomas JL, Rudolph W (2008). «Биологическая микроскопия с ультракороткими лазерными импульсами». В Duarte FJ (ред.).Настраиваемые лазерные приложения(2-е изд.). Бока-Ратон: CRC Press . С.  245–80 . ISBN 978-1-4200-6009-6.
  45. ^ Solem, JC (1983). «Рентгеновская визуализация биологических образцов». Труды Международной конференции по лазерам '83 : 635–640. ОСТИ 5998195 . 
  46. ^ Solem, JC (1982). «Высокоинтенсивная рентгеновская голография: подход к получению снимков биологических образцов с высоким разрешением» . Технический отчет Лос-Аламосской национальной лаборатории LA-9508-MS . 83 : 23581. Bibcode : 1982STIN ... 8323581S . DOI : 10.2172 / 7056325 . ОСТИ 7056325 . 
  47. ^ Solem, JC; Болдуин, GC (1982). «Микроголография живых организмов». Наука . 218 (4569): 229–235. Bibcode : 1982Sci ... 218..229S . DOI : 10.1126 / science.218.4569.229 . PMID 17838608 . S2CID 32381820 .  
  48. ^ Solem, JC; Чаплин, GF (1984). «Рентгеновская биомикроголография». Оптическая инженерия . 23 (2): 193. Bibcode : 1984OptEn..23..193S . DOI : 10.1117 / 12.7973410 .
  49. ^ Solem, JC (1985). «Микроголография». Энциклопедия науки и техники Макгроу-Хилла .
  50. ^ Solem, JC (1984). «Рентгеновская голография биологических образцов». Материалы девятого Международного конгресса по фотобиологии, Филадельфия, Пенсильвания, США, 3 июля 1984 г. (LA-UR-84-3340, CONF-840783-3): 19. OSTI 6314558 . 
  51. ^ Solem, JC (1986). «Визуализация биологических образцов с помощью мягких рентгеновских лучей высокой интенсивности». Журнал Оптического общества Америки B . 3 (11): 1551–1565. Bibcode : 1986JOSAB ... 3.1551S . DOI : 10,1364 / josab.3.001551 .
  52. ^ Хаддад, WS; Solem, JC; Cullen, D .; Boyer, K .; Родос, СК (1987). "Описание теории и аппарата для цифровой реконструкции голограмм с преобразованием Фурье", Proceedings of Electronics Imaging '87, 2-5 ноября 1987 г., Бостон; Журнал электронного изображения , (Институт графических коммуникаций, Бостон), стр. 693.
  53. ^ Хаддад, WS; Cullen, D .; Boyer, K .; Родос, СК; Solem, JC; Вайнштейн, RS (1988). Дизайн голографического микроскопа с преобразованием Фурье . Труды Международного симпозиума по рентгеновской микроскопии II, серия Springer по оптическим наукам . Серия Спрингера в оптических науках. 56 . С. 284–287. DOI : 10.1007 / 978-3-540-39246-0_49 . ISBN 978-3-662-14490-9.
  54. ^ Хаддад, WS; Solem, JC; Cullen, D .; Boyer, K .; Родос, СК (1988). «Дизайн голографического микроскопа с преобразованием Фурье, включающего цифровую реконструкцию изображения» . Материалы конференции CLEO '88 по лазерам и электрооптике, Анахайм, Калифорния, апрель 1988 г .; Оптическое общество Америки, Технический дайджест OSA . 7 : WS4.
  55. ^ Хаддад, WS; Cullen, D .; Solem, JC; Boyer, K .; Родос, СК (1988). "Рентгеновский голографический микроскоп с преобразованием Фурье" . Материалы тематического совещания OSA по коротковолновому когерентному излучению: генерация и применение, 26–29 сентября 1988 г., Кейп-Код, Массачусетс, Фальконе, Р.; Kirz, J .; Ред. (Оптическое общество Америки, Вашингтон, округ Колумбия) : 284–289.
  56. ^ Solem, JC; Boyer, K .; Хаддад, WS; Родос, СК (1990). Просниц, Дональд (ред.). Просниц, Д .; изд. ШПИОН. «Перспективы рентгеновской голографии с лазерами на свободных электронах». Бесплатные электронные лазеры и приложения . Лазеры на свободных электронах и их применение. 1227 : 105–116. Bibcode : 1990SPIE.1227..105S . DOI : 10.1117 / 12.18609 . S2CID 121807907 . 
  57. ^ Хаддад, WS; Cullen, D .; Solem, JC; Лонгворт, JW; Макферсон, Луизиана; Boyer, K .; Родос, СК (1991). «Голографический микроскоп с преобразованием Фурье». Труды SPIE Electronic Imaging '91, Сан-Хосе, Калифорния; Международное общество оптики и фотоники . Системы камеры и входного сканера. 1448 (24): 81–88. Bibcode : 1991SPIE.1448 ... 81H . DOI : 10.1117 / 12.45347 . PMID 20733659 . S2CID 120679508 .  
  58. ^ Хаддад, WS; Cullen, D .; Solem, JC; Longworth, J .; McPherson, A .; Boyer, K .; Родос, СК (1992). «Голографический микроскоп с преобразованием Фурье». Прикладная оптика . 31 (24): 4973–4978. Bibcode : 1992ApOpt..31.4973H . DOI : 10,1364 / ao.31.004973 . PMID 20733659 . 
  59. ^ Boyer, K .; Solem, JC; Longworth, J .; Борисов, А .; Родос, СК (1996). «Биомедицинское трехмерное голографическое микроизображение в видимом, ультрафиолетовом и рентгеновском диапазонах волн». Природная медицина . 2 (8): 939–941. DOI : 10.1038 / nm0896-939 . PMID 8705867 . S2CID 25231033 .  
  60. ^ Белл, AG (1880). «О производстве и воспроизведении звука светом» . Американский журнал науки . s3-20 (118): 305–324. Bibcode : 1880AmJS ... 20..305B . DOI : 10.2475 / ajs.s3-20.118.305 . S2CID 130048089 . 
  61. ^ Яо, Дж .; Ван, LV (2013). «Фотоакустическая микроскопия» . Laser Photon Rev . 7 (5): 1–36. Bibcode : 2013LPRv .... 7..758Y . DOI : 10.1002 / lpor.201200060 . PMC 3887369 . PMID 24416085 .  
  62. ^ Лангер, G .; Buchegger, B .; Jacak, J .; Klar, TA; Берер Т. (2016). «Фотоакустическая и флуоресцентная микроскопия в частотной области» . Биомедицинская оптика Экспресс . 7 (7): 2692–702. DOI : 10,1364 / BOE.7.002692 . PMC 4948622 . PMID 27446698 .  
  63. ^ Kotrly M (август 2015). «Новые возможности использования микроскопических методов в судебной медицине» . Труды микроскопии и микроанализа . 21 (S3): 1365–1366. Bibcode : 2015MiMic..21S1365K . DOI : 10.1017 / S1431927615007618 .
  64. ^ a b Basu S, Millette JR (1986). Электронная микроскопия в судебной медицине и гигиене труда . Нью-Йорк: Пленум Пресс.

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Плута, Максимилиан (1988). Усовершенствованная световая микроскопия. 1 Принципы и основные свойства . Эльзевир. ISBN 978-0-444-98939-0.
  • Плута, Максимилиан (1989). Усовершенствованная световая микроскопия, т. 2 специализированных метода . Эльзевир. ISBN 978-0-444-98918-5.
  • Bradbury, S .; Брейсгедл Б. (1998). Введение в световую микроскопию . Издательство BIOS Scientific . ISBN 978-0-387-91515-9.
  • Иноуэ, Шинья (1986). Видео микроскопия . Пленум Пресс. ISBN 978-0-306-42120-4.
  • Cremer, C .; Кремер Т. (1978). «Соображения по поводу лазерного сканирующего микроскопа с высоким разрешением и глубиной резкости» (PDF) . Microscopica Acta . 81 (1): 31–44. PMID  713859 . Теоретические основы микроскопии 4Pi со сверхвысоким разрешением и конструкция конфокального лазерного сканирующего флуоресцентного микроскопа
  • Уиллис, Рэндалл С. (2007). «Портреты жизни, по одной молекуле за раз» . Аналитическая химия . 79 (5): 1785–8. DOI : 10.1021 / ac0718795 . PMID  17375393 ., тематическая статья о субдифракционной микроскопии из выпуска журнала Analytical Chemistry от 1 марта 2007 г.

Внешние ссылки [ править ]

Общий
  • Глоссарий по микроскопии , Общие термины, используемые в любительской световой микроскопии.
  • Nikon MicroscopyU Обширная информация по световой микроскопии
  • Ресурсный центр Olympus Microscopy Microscopy
  • Carl Zeiss «Микроскопия с самого начала» , пошаговое руководство по основам микроскопии.
  • Микроскопия в деталях - ресурс со множеством иллюстраций, раскрывающих наиболее распространенные методы микроскопии.
  • Manawatu Microscopy - первая известная среда для совместной работы в области микроскопии и анализа изображений.
  • Словарь терминов по аудиомикроскопам
Методы
  • Применение пропорционально-метрической визуализации для микроскопов Примеры работы с пропорционально-метрической визуализацией на микроскопе
  • Интерактивная база данных флуоресцентных красителей и фильтров Carl Zeiss Интерактивная база данных флуоресцентных красителей и фильтров.
  • Новые подходы к микроскопии Эрик Бетциг: За пределами Нобелевской премии - Новые подходы к микроскопии.