Fluorescenčné zobrazovanie sa stalo nevyhnutným nástrojom v rôznych vedeckých oblastiach vrátane biológie, medicíny a vedy o materiáloch. Umožňuje vedcom vizualizovať a analyzovať špecifické molekuly a štruktúry vo vzorke s vysokou citlivosťou. Rozlíšenie fluorescenčného zobrazovania však často obmedzuje úroveň detailov, ktoré je možné získať. Ako vedúci dodávateľ detektora fluorescencie chápeme dôležitosť zobrazovania s vysokým rozlíšením a sme odhodlaní poskytovať riešenia na jeho zlepšenie. V tomto blogu preskúmame niekoľko stratégií na zlepšenie rozlíšenia fluorescenčného zobrazovania.
Pochopenie základov rozlíšenia fluorescencie zobrazovania
Predtým, ako sa ponoríte do metód zlepšovania rozlíšenia, je nevyhnutné pochopiť, čo znamená rozlíšenie v kontexte fluorescenčného zobrazovania. Rozlíšenie sa vzťahuje na schopnosť rozlíšiť dva úzko rozmiestnené objekty ako samostatné entity. Vo fluorescenčnej mikroskopii je rozlíšenie často obmedzené difrakciou svetla, ktorá je opísaná limitom difrakcie Abbe. Podľa tohto princípu je minimálna rozlíšiteľná vzdialenosť (d) medzi dvoma objektmi daná vzorcom:
[D = \ frac {0,61 \ lambda} {that}]
kde (\ lambda) je vlnová dĺžka svetla používaná na zobrazovanie a (NA) je numerická otvor objektívu objektívu. Táto rovnica ukazuje, že rozlíšenie je možné vylepšiť použitím kratších vlnových dĺžok svetla alebo zvýšením číselnej otvoru objektívnej šošovky.
Výber správneho detektora fluorescencie
Pri určovaní rozlíšenia zobrazovacieho systému hrá dôležitú úlohu výber fluorescenčného detektora. Naša spoločnosť ponúka celý rad vysoko kvalitných detektorov fluorescencie vrátaneDigitálny izotermický fluorescenčný detektoraIzotermický fluorescenčný detektor. Tieto detektory sú navrhnuté tak, aby poskytovali vysokú citlivosť a nízky hluk, ktoré sú nevyhnutné na zachytenie jasných a podrobných fluorescenčných obrazov.
Detektor digitálnej izotermálnej fluorescencie využíva pokročilú technológiu spracovania digitálneho signálu na zlepšenie pomeru signálu k šumu. To umožňuje detekciu slabých fluorescenčných signálov, čo je obzvlášť dôležité pri zobrazovaní vzoriek s nízkymi hladinami fluorescencie. Izotermálny fluorescenčný detektor na druhej strane udržuje počas detekčného procesu konštantnú teplotu, čo pomáha znižovať tepelný hluk a zlepšovať stabilitu detektora.
Optimalizácia optického systému
Optický systém nastavenia fluorescenčného zobrazovania vrátane objektívnej šošovky, filtrov a zdroja svetla môže výrazne ovplyvniť rozlíšenie.
Objektív
Ako už bolo uvedené, numerická otvor (NA) objektívu objektívu je kľúčovým faktorom pri určovaní rozlíšenia. Vyšší NA umožňuje odobrať väčší kužeľ svetla zo vzorky, čo vedie k lepšiemu rozlíšeniu. Pri výbere objektívu objektívu je dôležité zvoliť si jednu s vysokou NA, ktorá je vhodná pre typ vykonávaného zobrazovania.
Filtre
Filtre sa používajú na výber vhodných vlnových dĺžok svetla na excitáciu a emisiu. Použitie vysoko kvalitných filtrov s úzkymi šírkami pásma môže pomôcť zlepšiť kontrast a rozlíšenie obrázkov. Napríklad filtre pásmového priechodu sa môžu použiť na izoláciu špecifických vlnových dĺžok fluorescenčnej emisie, zníženie hluku v pozadí a zlepšenie pomeru signálu k šumu.
Svetelný zdroj
Kvalita a intenzita zdroja svetla tiež ovplyvňujú rozlíšenie. Vyžaduje sa rovnomerný a intenzívny zdroj svetla, aby sa zabezpečilo rovnomerné osvetlenie všetkých častí vzorky. Zdroje svetla založených na laseroch sú často uprednostňované pre fluorescenčné zobrazovanie, pretože poskytujú vysoko intenzívne monochromatické svetlo.
Techniky prípravy vzorky
Správna príprava vzorky je nevyhnutná na získanie fluorescenčných obrazov s vysokým rozlíšením.
Fixácia a montáž
Správne fixovanie vzorky môže pomôcť zachovať jej štruktúru a zabrániť pohybu počas zobrazovania. Výber vhodného montážneho média je tiež dôležitý, pretože môže ovplyvniť index lomu a optické vlastnosti vzorky. Montážne médium s indexom lomu podobným ako vo vzorke môže pomôcť znížiť optické artefakty a zlepšiť rozlíšenie.
Označenie
Výber fluorescenčných štítkov a protokol označovania môže mať významný vplyv na rozlíšenie. Použitie malých a svetlých fluorescenčných štítkov môže znížiť veľkosť označených objektov a zlepšiť schopnosť rozlišovať medzi úzko rozmiestnenými štruktúrami. Okrem toho optimalizácia podmienok označovania, ako je koncentrácia štítku a čas inkubácie, môže zabezpečiť špecifické a efektívne označovanie.
Pokročilé zobrazovacie techniky
Okrem vyššie uvedených stratégií bolo vyvinutých niekoľko pokročilých zobrazovacích techník na prekonanie difrakčného limitu a zlepšenie rozlíšenia fluorescenčného zobrazovania.
Mikroskopia
Techniky mikroskopie super rozlíšenia, ako je stimulovaná mikroskopia deplécie emisií (STED), štruktúrovaná mikroskopia osvetlenia (SIM) a lokalizačná mikroskopia s jednou molekulou (SMLM), majú revolúciu fluorescenčné zobrazovanie dosiahnutím uznesení za limit Abbe. Tieto techniky sa spoliehajú na rôzne princípy, ako sú selektívne deaktivácie fluoroforov alebo lokalizácia jednotlivých molekúl, aby sa poskytli rozlíšenie sub-difrakcie.
Konfokálna mikroskopia
Konfokálna mikroskopia je ďalšou široko používanou technikou na zlepšenie rozlíšenia. Používa dierku na odstránenie svetla mimo zamerania, čo vedie k ostrejším obrázkom s lepším kontrastom. Konfokálna mikroskopia je obzvlášť užitočná pre zobrazovanie hrubých vzoriek alebo vzoriek s viacerými vrstvami.
Spracovanie a analýza údajov
Po získaní fluorescenčných obrazov sa môžu techniky spracovania a analýzy údajov použiť na ďalšie zlepšenie rozlíšenia.
Dekonvolúcia
Dekonvolúcia je matematická technika, ktorá sa môže použiť na odstránenie rozmazaného účinku spôsobeného funkciou bodového šírenia (PSF) zobrazovacieho systému. Aplikáciou algoritmov dekonvolucie na surové obrázky je možné výrazne vylepšiť rozlíšenie a zrozumiteľnosť obrázkov.
Vylepšenie obrazu
Na zlepšenie vizuálnej kvality fluorescenčných obrazov sa môžu použiť aj techniky vylepšenia obrazu, ako napríklad úpravy kontrastu, redukcia hluku a vylepšenie okrajov. Tieto techniky môžu pomôcť zviditeľniť detaily na obrázkoch a ľahšie sa analyzovať.
Záver
Zlepšenie rozlíšenia fluorescenčného zobrazovania je zložitým, ale dosiahnuteľným cieľom. Výberom správneho fluorescenčného detektora, optimalizácie optického systému pomocou správnych techník prípravy vzoriek, použitím pokročilých zobrazovacích techník a vykonávaním vhodného spracovania a analýzy údajov môžu vedci získať fluorescenčné obrazy s vysokým rozlíšením, ktoré poskytujú cenné informácie o štruktúre a funkcii biologických a nebiologických vzoriek.
Ako dodávateľ detektora fluorescencie sme odhodlaní poskytovať našim zákazníkom najlepšie produkty a riešenia, ktoré vyhovujú ich zobrazovacím potrebám. Ak máte záujem o zlepšenie rozlíšenia vášho fluorescenčného zobrazovacieho systému alebo máte nejaké otázky týkajúce sa našichDigitálny izotermický fluorescenčný detektoraleboIzotermický fluorescenčný detektor, Neváhajte a kontaktujte nás kvôli diskusii o obstarávaní.
Odkazy
- Abbe, E. (1873). Príspevky k teórii mikroskopu a mikroskopického vnímania. Archív pre mikroskopickú anatómiu, 9 (1), 413-420.
- Hell, SW, & Wichmann, J. (1994). Prelomenie limitu rozlíšenia difrakcie stimulovanou emisiou: stimulovaná fluorescenčná mikroskopia stimulovanej emisie. Optics Letters, 19 (11), 780-782.
- Gustafsson, MG (2000). Prekonanie bočného limitu rozlíšenia faktorom dvoch pomocou štruktúrovanej mikroskopie. Journal of Microscopy, 198 (2), 82-87.
- Betzig, E., Patterson, GH, Sougrat, R., Lindwasser, Ow, Olenych, S., Bonifacino, JS, ... & Hess, HF (2006). Zobrazovanie intracelulárnych fluorescenčných proteínov pri rozlíšení nanometrov. Science, 313 (5793), 1642-1645.