レーザー共焦点顕微鏡の原理

- Dec 12, 2019-

共焦点レーザー走査顕微鏡法は、高解像度の顕微鏡イメージング技術です。 通常の蛍光光学顕微鏡が厚い標本(細胞など)を観察する場合、観察点の近くからの蛍光は構造の解像度を大きく妨害します。 共焦点顕微鏡技術の重要な点は、一度に空間内の1つのポイント(焦点)のみが撮像され、その後、コンピューター制御のポイントごとのスキャンによって、標本の2次元または3次元の画像が形成されることです。 このプロセスでは、焦点が合っていない光信号が画像に干渉することはないため、顕微鏡画像の鮮明さとディテール解像度が大幅に向上します。

一般的な共焦点顕微鏡の動作原理:蛍光を励起するために使用されるレーザービームは、光源のピンホールを介してダイクロイックミラーで反射され、顕微鏡の対物レンズと入射によって収束され、XYモーターに置かれた標本の焦点で観察する顕微鏡ステージ。 レーザー照射により発生した蛍光(蛍光光)は、対物レンズで集められ、少量の反射レーザー光とともにダイクロイックミラーに送られます。 画像情報を運ぶ蛍光は、ダイクロイックミラーを直接通過し、検出ピンホールを通過して光検出器(通常は光電子増倍管(PMT)またはアバランシェフォトダイオード(APD))に到達する比較的長い波長を持ち、電気信号にコンピューター。 ダイクロイックミラーの分光効果により、残留レーザー光はダイクロイックミラーで反射され、検出されません。

出口開口部が果たす役割:焦点面上の点から放射される光のみが出口開口部を通過できます。 焦点面の外側の点から放出された光は、出口開口面で焦点がぼかされ、それらのほとんどは中央の小さな穴を通過できません。 そのため、焦点面上の観測対象点は明るく見え、非観測点は背景として黒く見え、コントラストが上がり、画像が鮮明になります。 イメージングプロセス中、出口開口部の位置は、常に顕微鏡対物レンズの焦点と1対1の関係にあります(共役共役、共焦点顕微鏡法と呼ばれます。共焦点ディスプレイマイクロテクノロジーはアメリカの科学者によって発明されましたMarvin Minsky;彼は1957年に技術の特許を取得しました。しかし、レーザー研究の著しい進歩によりレーザー共焦点走査がレーザー研究で大きな進歩を遂げたのは1980年代後半になりました。