Прямой исследовательский микроскоп Nikon Ni-U

Флуоресцентный (люминесцентный) микроскоп Nikon Eclipse Ni-U - это одна из самых популярных и восстребованных моделей микроскопов Nikon.

Назначение: великолепно выполняет клинические, лабораторные и научные исследования биологических образцов.

Флуоресцентный (люминесцентный) микроскоп Nikon Eclipse Ni-U отличается более удобными и легкими условиями работы для наблюдателей и возможностью применения практически любых методов контрастирования. 

К особенностям флуоресцентного микроскопа Nikon Eclipse Ni-U также следует отнести исключительно качественные оптические характеристики и элегантный дизайн.

Вы можете ознакомиться со всеми техническими характеристиками люминесцентного микроскопа Nikon Eclipse Ni-U подробнее

Купить микроскоп Nikon на выгодных условиях в Санкт-Петербурге: тел. (812) 305 06 06

Флуоресцентный (люминесцентный) микроскоп - это особый вид микроскопа, действие которого основано на свойстве собственной люминесценции объектов. При обычных условиях многие микроэлементы не видны, однако при облучении их ультрафиолетом они начинают светиться. Для большей наглядности в исследуемый образец могут добавляться специальные красители, которые взаимодействуют только с определенными веществами.

Теоретические основы

Флуоресценция (иногда встречается написание «флюоресценция») - это физический процесс, при котором органические и неорганические вещества поглощают фотоны, испуская при этом новое излучение, но уже с другой длиной волны. Испускаемые фотоны имеют меньше энергии, чем поглощенные и, соответственно, имеют большую длину волны. Таким образом, при облучении веществ ультрафиолетом некоторые из них начнут светиться, но цвет этого свечения будет направлен в сторону красной части спектра.

Явление флуоресценции было открыто в Англии в середине XIX века. Дальнейшие исследования показали, что при облучении ультрафиолетом флуоресцировать начинают многие вещества: витамины, полезные ископаемые, масла, хлорофил, кристаллы и т.д. Однако до определенного момента научные знания не применялись на практике. Лишь в 30-х годах ХХ века биологи начали окрашивать клетки, бактерии и другие микрообъекты веществами, вызывающими свечение. В это же время был сконструирован и первый флуоресцентный (люминесцентный) микроскоп.

Использование флуоресценции оказалось настолько эффективным, что дало возможность исследовать частицы с разрешением до 1-10 нм. Эту технологию было бы правильнее называть наноскопией, так как она позволяет «раскладывать» объекты вплоть до отдельных молекул. Недостатком такого метода является тот факт, что из-за очень сильного увеличения человек не может наблюдать объемное изображение молекулы. Отчасти эта проблема решается использованием компьютерной обработки изображения.

Как правило, флуоресцентные (люминесцентные) микроскопы работают в отраженном свете. Главная задача при использовании эффекта флуоресценции заключается в отделении слабого светового потока, излучаемого объектом, от сильного излучения подсветки. Для большей наглядности изображение, предназначенное для человеческого глаза, формируется на темном или черном фоне.

Принцип работы

Прежде всего, для работы флуоресцентного (люминесцентного) микроскопа необходимо, чтобы исследуемый объект начинал светиться самостоятельно вслед за так называемым светом возбуждения. Этот свет представляет собой электромагнитную волну ультрафиолетового диапазона, хотя в отдельных случаях могут применяться видимые синие или зеленые лучи.

Зеркало, установленное в микроскопе, направляет световой поток вертикально на изучаемый образец. Источником возбуждающего излучения обычно служит ртутная или ксеноновая лампа. Часть лучей поглощается материалом, другая часть - отражается и уходит в пространство, в том числе - по направлению к человеческому глазу. При этом вместе с отраженными лучами источника света в пространство уходит куда более слабое излучение, которое является не чем иным, как собственным излучением объекта. Чтобы отделить его от мощного ультрафиолетового луча, перед линзами микроскопа устанавливается светофильтр, «отсекающий» лучи с более короткой длиной волны. Собственное излучение, или люминесценция, может иметь двойную природу. Во-первых, многие вещества начинают светиться сами под воздействием ультрафиолета. Во-вторых, если объект не обладает таким свойством, а исследовать его надо, в образец добавляют специальные красители. Их свойства хорошо известны ученым, поэтому, когда под воздействием красителя частицы начинают испускать свет, наблюдатель точно знает, на какое вещество он смотрит. В любом случае, собственное излучение объектов во много раз слабее возбуждающей волны.

Особенности исследования отдельных молекул

Теоретически получить изображение отдельной молекулы можно только при помощи оптики, красителей, источника ультрафиолета и светофильтра. Для этого надо, чтобы молекула светилась на темном фоне, а фон от соседних молекул стремился к нулевому значению. В действительности такую ситуацию представить сложно. Точнее, детектор сможет принять излучение отдельной молекулы, но он также отреагирует и на другие фотоны, которые попадут на него от других источников.

Чтобы исследовать образец до мельчайших частиц, современная наука использует оптико-механические микроскопы в комплексе с электронно-вычислительными комплексами. Новейшее программное обеспечение позволяет подключить флуоресцентный (люминесцентный) микроскоп к монитору и вывести на него оцифрованное изображение молекулы в трехмерном формате. Получая информацию о координате каждой новой молекулы, компьютер запоминает ее расположение и удаляет с экрана. Таким образом, у наблюдателя появляется возможность переключения между различными областями изучаемого образца и отключения «нежелательного» свечения.

Получить изображение на основе флуоресценции можно и на основе классического оптического микроскопа при оснащении его дополнительным оборудованием и программным обеспечением. Качество полученного изображения может быть ниже, чем при использовании полноценного флуоресцентного микроскопа, однако для некоторых наблюдений, не требующих сверхвысокого разрешения такая схема вполне пригодна. Комплексная система включает в себя:

• Обычный стереомикроскоп;
• Источник возбуждения собственной флуоресценции исследуемого образца;
• Систему светофильтров, блокирующих возбуждающее излучение, а также не пропускающих собственное свечение тех объектов, которые создают нежелательный фон;
• Систему для проецирования принятого излучения на фото- или видеокамеру;
• Компьютер с программным обеспечением для записи и обработки полученных изображений.

Сферы применения

Люминесцентный микроскоп - очень важный инструмент в медицине, биологии и связанных с ними областях. С его помощью с высокой эффективностью и достоверностью проводят исследования тканей растений, животных и человека. Главным достоинством этой технологии является изучение не только поверхности объекта, как в обычных микроскопах, но и возможность «заглянуть» внутрь образца. Естественно, это возможно только в том случае, если клетка или другой объект имеет прозрачную оболочку, которая не будет излучать собственный свет и будет пропускать свечение, идущее изнутри.  Кроме того, флуоресцентные микроскопы достаточно неожиданно полюбились криминалистам. С их помощью они проводят сравнительные анализы различных образцов тканей и других веществ, которые позволяют идентифицировать их принадлежность к тому или иному человеку или предмету. Эффект собственного свечения используется и в санитарно-эпидемиологических исследованиях, так как он позволяет выделять отдельные вирусы и бактерии благодаря их свойствам реагировать только на определенные красители.

Несмотря на то, что открытие эффекта флуоресценции произошло полтора века назад, в течение долгого времени такие микроскопы были громоздкими и обладали слабой разрешающей способностью. Современные технологии предполагают использование специальных флуоресцирующих и ферментных меток, что делает микроскопы компактными и обладающими повышенными качественными характеристиками. Развитие компьютерных технологий еще более расширило возможности флуоресцентных микроскопов. Теперь человек может не только наблюдать за объектом в режиме реального времени, но и хранить и обрабатывать полученную информацию.

Флуоресцентный (люминесцентный) микроскоп является едва ли не единственно возможным инструментом для изучения некоторых объектов и явлений:

• Диагностики различных инфекционных заболеваний. Использование эффекта свечения только определенной длины волны у разных частиц позволяет определить вирусы и бактерии с высокой достоверностью в отличие от других микроскопов, которые выявляют только лишь факт наличия инфекции;
• Анализа клеток крови костного мозга;
• Изучения строения живых клеток и тканей сетчатки глаза. Современные микроскопы с разрешением 1 нм позволяют получить четкие изображения колбочек и палочек, окрашенные в разные цвета.