Arzon narxlardagi floresan va yorqin maydon mikroskopining dizayni
Floresan mikroskopiyasi - bu vizualizatsiya qilish uchun ishlatiladigan usul
Ushbu qo'llanmada men floresan mikroskopiyaning asoslarini va uchta turli xil arzon narxlardagi floresan mikroskoplarni qanday qurishni ko'rib chiqaman. Ushbu tizimlar odatda minglab dollarga tushadi, ammo so'nggi paytlarda ularni yanada qulayroq qilish uchun ba'zi harakatlar bo'ldi. Men taqdim etgan dizaynlar smartfon, dSLR va USB mikroskopidan foydalanadi. Ushbu dizaynlarning barchasi yorqin maydon mikroskoplari sifatida ham ishlatilishi mumkin.
1-qadam: Flüoresan mikroskopiyaga umumiy nuqtai
Floresan mikroskopiyaning asosiy tushunchalarini tushunish uchun tunda daraxtlar, hayvonlar, butalar va boshqa tirik o'rmonlar bilan zich o'rmonni tasavvur qiling. Agar siz o'rmonda mash'alni yoritsangiz, siz ushbu tuzilmalarning barchasini ko'rasiz va aniq hayvonlar yoki o'simliklarni tasavvur qilishda qiynalasiz. Aytaylik, sizni faqat o'rmondagi ko'k butalarini ko'rish qiziqtiradi. Buning uchun siz o't chirog'ini faqat ko'k butalariga jalb qilishni o'rgatasiz, shunda o'rmonga qaraganingizda faqat ko'k butalari yonadi. Aytish mumkinki, siz o'rmonda ko'k rangli tuzilmalarni ko'rishingiz uchun ko'k butalarini belgilash uchun olovdan foydalanasiz.
Ushbu o'xshashlikda o'rmon butun namunani, ko'k butalar siz tasavvur qilmoqchi bo'lgan tuzilmalarni (masalan, o'ziga xos hujayralar yoki subhujayralar organellalari) ifodalaydi va o't o'chiruvchilar floresan birikmalardir. Yong'in chirog'isiz mash'alni yolg'iz yoritish yorqin dala mikroskopiga o'xshaydi.
Keyingi qadam lyuminestsent birikmalarning (ftoroforlar deb ham ataladi) asosiy funktsiyasini tushunishdir. Fluoroforlar, aslida, namunadagi muayyan tuzilmalarni ulash uchun mo'ljallangan kichik ob'ektlardir (nano o'lchamli). Ular yorug'likning tor to'lqin uzunlikdagi diapazonini o'zlashtiradi va boshqa to'lqin uzunligini qayta chiqaradi. Misol uchun, florofor ko'k nurni o'zlashtirishi mumkin (ya'ni florofor ko'k yorug'lik bilan qo'zg'aladi) va keyin yana yashil yorug'lik chiqaradi. Bu odatda qo'zg'alish va emissiya spektrlari (yuqorida) bilan umumlashtiriladi. Bu diagrammalar ftorofor tomonidan so'rilgan yorug'likning to'lqin uzunligini va florofor chiqaradigan yorug'likning to'lqin uzunligini ko'rsatadi.
Mikroskopning dizayni oddiy yorug'lik maydoni mikroskopiga juda o'xshaydi, ikkita asosiy farq. Birinchidan, namunani yorituvchi yorug'lik floroforni qo'zg'atadigan to'lqin uzunligida bo'lishi kerak (yuqoridagi misol uchun yorug'lik ko'k rangda). Ikkinchidan, mikroskop faqat ko'k nurni to'sib qo'ygan holda chiqarilgan yorug'likni (yashil nur) yig'ishi kerak. Buning sababi shundaki, ko'k yorug'lik hamma joyda, lekin yashil yorug'lik faqat namunadagi muayyan tuzilmalardan keladi. Ko'k nurni blokirovka qilish uchun mikroskoplarda odatda yashil yorug'likning ko'k nursiz o'tishiga imkon beruvchi uzoq o'tish filtri deb ataladigan narsa mavjud. Har bir uzoq o'tish filtri kesilgan to'lqin uzunligiga ega. Agar yorug'lik to'lqin uzunligi kesilgan to'lqin uzunligidan uzunroq bo'lsa, u filtrdan o'tishi mumkin. "Uzoq o'tish" nomi shundan kelib chiqqan. Qisqa to'lqin uzunliklari bloklanadi.
2-qadam: Mikroskopni optik optika yordamida modellashtirish
Bu mikroskopni loyihalashning asosiy tamoyillariga qo'shimcha qadamdir. Floresan mikroskopni qurishning hojati yo'q, shuning uchun agar siz optikani o'rganishni xohlamasangiz, uni o'tkazib yuborishingiz mumkin.
Yorqin maydon va floresan mikroskoplarni nurli optika yordamida modellashtirish mumkin. Nur optikasining asosiy sharti shundaki, yorug'lik yorug'lik manbasidan uzoqda harakatlanadigan yorug'lik kabi harakat qiladi. Xonaga qaraganingizda, siz derazadan tashqarida quyosh nuridan yoki lampochkadan yorug'likni ko'rasiz. Keyin yorug'lik xonadagi narsalar tomonidan so'riladi yoki aks etadi. Yoritilgan yorug'likning bir qismi uning ko'zingizga yo'naltirilishiga olib keladi. Agar ob'ekt yoritilgan bo'lsa, siz ob'ektning har bir nuqtasini barcha yo'nalishlarda yorug'lik chiqaradigan tasavvur qilishingiz mumkin (yuqorida). Ob'ektiv, xuddi bizning ko'zimizdagi linza kabi, ob'ektni ko'rishimiz uchun yorug'likni bir nuqtaga qaratadi. Ob'ektivsiz yorug'lik tashqariga chiqishda davom etadi va tasvir hosil qilmaydi.
Xo'sh, qanday qilib kichik ob'ektlarni kattalashtiradigan optik tizimlarni yaratamiz? Dizaynni tushunish uchun siz haqiqatan ham ikkita tenglamani bilishingiz kerak: nozik linzalarni tasvirlash va kattalashtirish tenglamalari:
1/f=1/si + 1/so
M % 7b{0}}si/so
f - linzaning fokus uzunligi. Qisqa fokus uzunligi linzaning ko'proq fokuslash kuchiga ega ekanligini anglatadi.
Xuddi shu narsa ob'ekt masofasi uchun ham amal qiladi; linza va ob'ekt (masalan, daraxt) orasidagi masofa.
si - tasvir masofasi; linzalar orasidagi masofa va tasvir hosil bo'lgan joy
M - kattalashtirish; tasvir ob'ektga nisbatan qanchalik katta. Mikroskoplar uchun biz kattalashtirishni oshirmoqchimiz.
Yupqa linzalar tenglamasi bo'yicha to'liq qo'llanma uchun ushbu Khan Academia videosini ko'ring. Yuqoridagi gifda siz ob'ektning linzaga yaqinroq harakatlanishi tasvir masofasini oshirishini ko'rishingiz mumkin, bu esa kattalashtirishni oshiradi. Ikki o'qli vertikal chiziq linzalarni ko'rsatadi.
