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Microscopia Scattering-Assistita di localizzazione

La microscopia Scattering-Assistita della localizzazione (SALM) è uno strumento di microscopia di super-risoluzione in cui l'alta risoluzione è ottenuta ha basato sulla dimensione del granulo nella granulosità sul campione.

Limitazioni degli altri strumenti di Super-Risoluzione

La risoluzione di un'immagine è limitata dalla sua diffrazione. Secondo i criteri stabiliti dalle abbe e da Rayleigh, la risoluzione spaziale può essere aumentata aumentando gli angoli solidi dell'illuminazione e della raccolta. I microscopi di super-risoluzione superano il limite di risoluzione offerto dai microscopi convenzionali.

I microscopi di super-risoluzione corrente in uso, compreso l'illuminazione strutturata, svuotamento dell'emissione stimolata e microscopia di posizione di Photoactivated, raggiungono questo modulando la dimensione delle particelle emesse. Tuttavia, i metodi basati sulla raccolta leggera richiedono una lente con un'alta apertura diaframma numerica e una breve distanza di funzionamento (meno di 1 millimetro).

Modellatura di fronte d'onda

Lo scattering leggero è una causa importante di deformazione della forma del fronte d'onda leggero che rende i raggi luminosi meno coerenti. La modellatura di fronte d'onda è un metodo recentemente impiegato che mette a fuoco i raggi luminosi coerenti di attaccare. Nella microscopia Scattering-Assistita della localizzazione (SALM), la modellatura di fronte d'onda è impiegata per aumentare la risoluzione dell'immagine. Il fronte d'onda che modella nella salmonella è raggiunto facendo uso di due metodi: modulatori leggeri spaziali ed unità digitali di micromirror.

Modulatori leggeri spaziali

I modulatori leggeri spaziali (SLMs) sono strumenti per modulare l'intensità e la fase di indicatore luminoso. SLMs può produrre la fase passa un intervallo. Lo SLMs consiste delle fotocellule che percepiscono la luminosità del pixel e poi gli a cristallo liquidi sono usati per ripiegare l'immagine.

Generalità sugli usi di SLM-fronte d
Generalità sugli usi di SLM-fronte d'onda-modellatura nella microscopia ottica. Credito di immagine: http://www.focusonmicroscopy.org

Unità di Digital Micromirror

Ciò è classe A di unità microelectromechanical che consiste di milioni di specchi scambiabili minuscoli. La posizione degli specchi può essere cambiata attraverso un intervallo di +12° o di -12°. Il raggio luminoso è diretto sopra verso questa unità di micromirror e poi gli specchi possono essere passati per cambiare la fase del raggio incidente che converte in maggior o meno gradi di coerenza.  

Il principio di salmonella

In questa tecnica, il fronte d'onda che modella i metodi, compreso l'uso dei modulatori leggeri spaziali o le unità digitali di micromirror è impiegata. Il DMD è diviso a 11 x 11 segmento quadrato dove la dimensione di ogni lato è µm 70.

Il raggio laser cade su un'area specifica o attiva del DMD. Successivamente, un segmento è lanciato o passato e l'intensità del pixel è misurata. Questa opzione è accettata se l'intensità della luce della luce aumenta.

Facendo uso di questa tecnica, la luce incidente è messa a fuoco su un singolo granulo che mostra una granulosità disorganizzata. Questi sono chiamati granuli della macchiolina migliorati `' a causa della loro maggior coerenza. La dimensione del granulo migliorato della macchiolina non dipende da come l'indicatore luminoso è raccolto o l'illuminazione.

Vantaggi della salmonella

Risoluzione aumentata

Questo metodo può aumentare la risoluzione dell'immagine definitiva fino a quadruplo una volta rispetto alla rappresentazione ad una lente convenzionale nei campioni semitrasparenti e torbidi della rappresentazione. Una risoluzione di 312 nanometro è stata osservata quando due perle fluorescenti di 0,5 µm erano imaged su un livello del biossido di titanio facendo uso di un Na di 0,2.

Indipendente dall'apertura diaframma numerica

i metodi di Super-risoluzione richiedono solitamente l'uso di una lente con un'alta apertura diaframma numerica. Tuttavia, la salmonella è indipendente dall'apertura diaframma numerica poichè è basata su fronte d'onda che modella per diminuire lo scattering.

Elevazione della fluorescenza

Il fronte d'onda che modella i metodi piombo all'intensità massima della fluorescenza. Il segnale fluorescente che è eccitato dalla macchiolina ottimizzata del granulo è localizzato misura la funzione di dispersione del punto.

Distanza di funzionamento più lunga

Un'immagine di alta risoluzione con una distanza di funzionamento di 25 millimetri può essere generata facendo uso della salmonella. Ciò è contrariamente ad altri metodi di super-risoluzione che richiedono una distanza di funzionamento di <10 millimetro. I campioni che sono sensibili e possono essere danneggiati facilmente possono trarre giovamento da questo sistema mentre la più grande distanza di funzionamento può prevenire danni to il campione la lente.

Conclusioni

La salmonella può essere uno strumento potente di super-risoluzione che non richiede l'alto Na o le grandi distanze di funzionamento. Questa tecnica può anche fornire le immagini di alta risoluzione nei campioni della soglia di danno torbido o basso.

Esaminato da Liji Thomas, MD

Sorgenti

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Last Updated: Aug 24, 2018

Dr. Surat P

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Dr. Surat P

Dr. Surat graduated with a Ph.D. in Cell Biology and Mechanobiology from the Tata Institute of Fundamental Research (Mumbai, India) in 2016. Prior to her Ph.D., Surat studied for a Bachelor of Science (B.Sc.) degree in Zoology, during which she was the recipient of an Indian Academy of Sciences Summer Fellowship to study the proteins involved in AIDs. She produces feature articles on a wide range of topics, such as medical ethics, data manipulation, pseudoscience and superstition, education, and human evolution. She is passionate about science communication and writes articles covering all areas of the life sciences.  

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