Mikroskopia optyczna
Mikroskopia optyczna to technika obserwacji umożliwiająca tworzenie powiększonych obrazów obiektów lub ich szczegółów, które są zbyt małe, aby można je było obserwować gołym okiem. Instrument używany do wykonywania tej techniki nazywany jest mikroskopem optycznym. Aby wyraźnie zobaczyć obiekt, na siatkówce ludzkiego oka musi powstać ostry obraz.
Soczewka ma właściwości soczewki zbieżnej, która może zmieniać swój kształt, a tym samym odległość ogniskową; jej elastyczność pozwala oku dostosować się do wyraźnego widzenia na odległości od minimum około 250 mm, zwanego punktem bliskim, do nieskończoności, zwanej punktem dalekim. Gdy ktoś chce szczegółowo zbadać bardzo mały obiekt, zbliża go jak najbliżej oka, aby kąt widzenia był jak najmniejszy, a obraz na siatkówce jak największy. Najmniejszą odległością, do której oko może się dostosować w celu wyraźnego widzenia, jest jednak odległość bliskiego punktu. Aby przezwyciężyć to ograniczenie, stosuje się złożony system soczewek zwany mikroskopem.
W mikroskopii optycznej lasery są wykorzystywane jako źródła światła w celu zwiększenia klarowności, rozdzielczości i kontrastu obrazu, zwłaszcza w zaawansowanych technikach obrazowania. Najczęściej stosowane typy laserów w mikroskopii optycznej obejmują lasery diodowe, lasery argonowo-jonowe, lasery He-Ne i lasery femtosekundowe, z których każdy jest wybierany w oparciu o wymagania dotyczące obrazowania i rodzaj wykonywanej mikroskopii.
Lasery diodowe są szeroko stosowane w mikroskopii fluorescencyjnej i konfokalnej ze względu na ich niewielkie rozmiary, wydajność energetyczną i dostępność w różnych długościach fal. Są idealne do wzbudzania określonych fluoroforów i są powszechnie stosowane w obrazowaniu żywych komórek, laserowej mikroskopii skaningowej i rutynowych zastosowaniach fluorescencyjnych.
Lasery argonowo-jonowe emitują światło o określonych długościach fal widzialnych (zwykle 488 nm i 514 nm) i dobrze nadają się do wzbudzania popularnych barwników fluorescencyjnych. Lasery te są często wykorzystywane w mikroskopii konfokalnej i wielofotonowej do obrazowania w wysokiej rozdzielczości, szczególnie w próbkach biologicznych.
Lasery He-Ne (helowo-neonowe), emitujące zazwyczaj światło o długości fali 543 nm lub 633 nm, są cenione za doskonałą stabilność i spójność wiązki. Są one wykorzystywane w technikach mikroskopii interferencyjnej, takich jak obrazowanie interferometryczne lub z kontrastem fazowym, a także do wzbudzania niektórych czerwonych fluoroforów w mikroskopii fluorescencyjnej.
Lasery femtosekundowe, emitujące ultrakrótkie impulsy, są niezbędne w mikroskopii wielofotonowej. Lasery te umożliwiają głębokie obrazowanie tkanek przy minimalnym fotouszkodzeniu i są wykorzystywane w neuronauce, biologii rozwojowej i innych dziedzinach wymagających obrazowania 3D o wysokiej rozdzielczości grubych próbek.
Rodzaj lasera stosowanego w mikroskopii optycznej zależy od konkretnej techniki, rodzaju próbki i wymaganej rozdzielczości. Lasery diodowe i argonowo-jonowe są powszechnie stosowane do obrazowania opartego na fluorescencji, lasery He-Ne są preferowane do stabilizacji i interferometrii, a lasery femtosekundowe są używane do zaawansowanych metod obrazowania o dużej głębokości.