Fluoreszcenciamikroszkóp

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
(Lumineszcencia-mikroszkóp szócikkből átirányítva)
Digitális kamerával ellátott fluoreszcenciamikroszkóp

A fluoreszcenciamikroszkóp egy olyan fénymikroszkóp, ami a mintáknak a fény által kiváltott emisszióját, fluoreszcenciáját képezi le.[1][2] A minta elemeinek szelektív megfigyelésével jobb minőségű képek készíthetők. A fluoreszcencia jelenségét is kihasználó mikroszkópia kombinálható a konfokális pásztázó mikroszkóp módszerével, és megtalálható sok mai modern mikroszkópiai eljárásban is. A stimulált emisszió kioltás (Stimulated Emission Depletion, STED) révén pedig megvalósulhatott a szuperfelbontású mikroszkópia, aminek kidolgozásáért Stefan Hell, Eric Betzig és William Moerner 2014-ben kémiai Nobel-díjat kapott.[3][4]

Működése[szerkesztés]

A fluoreszcencia felhasználása a mikroszkópos vizsgálatokban azon alapul, hogy a legtöbb szerves vegyület – így például számos sejtkomponens, A-, B-, C-vitamin, aminosavakultraibolya vagy látható fénnyel megvilágítva a kémiai szerkezetére jellemző tulajdonságú látható fényt bocsát ki. A különböző vegyületek rendszerint más és más színben világítanak, s így a kémiai összetételükben különböző sejtek vagy alkotórészek a metszetben fluoreszcencia kibocsátásuk alapján jól megkülönböztethetők. Ezen az úgynevezett saját fluoreszcencián kívül fluoreszcens festéket – fluoroforokat – is lehet alkalmazni. A klasszikus mikrotechnikai festési eljárásokkal szemben, a fluoreszcenciamikroszkóp alkalmazásakor nagy előny – mind a belső, mind a külső fluoreszcencia megfigyelése esetén – hogy a vizsgálandó szövetet megkíméli a fixálás és a festés durva kémiai hatásaitól, elkerülhető az élő szövet elváltozása. Az eljárás előnye még az is, hogy a metszet a mintavételezés után néhány órán belül már vizsgálható. Szövetek vizsgálatán kívül felhasználják a módszert saválló baktériumok kimutatására is.

A leképezés sémája a fluoreszcenciamikroszkópban
Dikroikus szűrők

Felépítés[szerkesztés]

A fluoreszcenciamikroszkópban a szélessávú fényforrás fényéből egy színszűrő választja ki a gerjesztéshez optimális hullámhosszú komponenseket. A dikroikus tükör ezt a hullámhosszú fényt visszaveri, ami az objektíven keresztül a mintára jut. A mintában elnyelődő, gerjesztő fény által kiváltott fluoreszcens fényt az objektív gyűjti össze, ami utána az előbbi dikroikus tükrön keresztül jut a detektorra.

A dikroikus tükör (vagy szűrő) egy olyan speciális optikai elem, ami az egyik hullámhosszú fényt tükörként visszaveri, a másikat átengedi. Az átlátszó lemezre párologtatott vékony fémoxid rétegben az interferencia jelensége miatt az egyik hullámhosszú fénykomponensre kioltás, a másikra erősítés történik. A réteg vastagságával és anyagának törésmutatójával tervezhetők a kiválasztani kívánt hullámhosszak. A dikroikus szűrő azt is megakadályozza, hogy a sokkal nagyobb intenzitású gerjesztő fény a megfigyelőtérbe jusson. Ezzel és a detektor elé helyezett emissziós oldali szűrővel a viszonylag gyenge emisszió esetén is jó kontrasztos kép készíthető.

Megvilágítás[szerkesztés]

Megvilágításra korábban higanygőzlámpát vagy fémelektródokkal működő ívlámpát használtak, de manapság egyre inkább lézereket. Mivel az időben folytonos lézerek egyszínű fényt bocsátanak ki, ebben az esetben nincs szükség a gerjesztő oldalon szűrőre. A ma már rendelkezésre álló kisméretű, olcsó diódalézerek a gerjesztő hullámhosszak tekintetében széles választékban állnak rendelkezésre. Jól fókuszálható, 300-1000 nm közötti hullámhosszú, kényelmesen használható fényforrások.

Fluoreszcens festékek[szerkesztés]

Az esetek nagy részében a natív fluoreszcenciát inkább kerülni kell. Ráadásul a szelektív jelölés, és ezzel szelektív megfigyelés előnye, hogy kiválaszthatóvá teszi a mintának a vizsgálat szempontjából fontos elemeit, például a tumoros sejteket. Korábban leginkább az ultraibolya fénnyel gerjeszthető festékek álltak rendelkezésre, ma már széles választékban találunk a látható fényre fluoreszkáló fluoroforokat, így az egyszerűbb eszközökben elkerülhető a drágább kvarcból készült optikai elemek, lencsék használata. A jelölésre használt festékek például az akridin narancs, illetve a fluoreszcein és származékai.

Fluoreszcenciamikroszkóppal készült felvételek[szerkesztés]

Jegyzetek[szerkesztés]

  1. szerk.: Damjanovich Sándor, Fidy Judit, Szöllősi János: Orvosi biofizika, 2. kiadás, Medicina Kiadó. ISBN 9632260244 (2006) 
  2. szerk.: Röhlich Pál: Szövettan, 2. jav. kiadás, Semmelweis Kiadó. ISBN 9639129372 (2002) 
  3. Nobel Prize in Chemistry 2014 for Max Planck Researcher Stefan Hell
  4. Kellermayer Miklós: A mikroszkópos feloldási korlát áttörése