Микроскопия - Microscopy

Не путать с Микроскопический или же Микроскоп.
Растровый электронный микроскоп изображение пыльца
Микроскопическое исследование в биохимической лаборатории

Микроскопия техническая область использования микроскопы для просмотра объектов и областей объектов, которые нельзя увидеть невооруженным глазом (объекты, выходящие за пределы диапазона разрешения нормального глаза).[1] Есть три хорошо известных направления микроскопии: оптический, электрон, и сканирующая зондовая микроскопия, наряду с появляющейся областью Рентгеновская микроскопия.

Оптическая микроскопия и электронная микроскопия включают дифракция, отражение, или же преломление из электромагнитное излучение / электронных пучков, взаимодействующих с образец, а также сбор рассеянного излучения или другого сигнала для создания изображения. Этот процесс может быть осуществлен путем облучения образца в широком поле (например, стандартной световой микроскопии и просвечивающая электронная микроскопия ) или сканированием тонкого луча по образцу (например, конфокальная лазерная сканирующая микроскопия и сканирующая электронная микроскопия ). Сканирующая зондовая микроскопия предполагает взаимодействие сканирующего зонда с поверхностью интересующего объекта. Развитие микроскопии произвело революцию биология, дала начало области гистология и поэтому остается важной техникой в жизнь и физические науки. Рентгеновская микроскопия является трехмерной и неразрушающей, что позволяет повторно визуализировать один и тот же образец для на месте или исследования 4D, и предоставление возможности «заглянуть внутрь» исследуемого образца, прежде чем пожертвовать его методами более высокого разрешения. В трехмерном рентгеновском микроскопе используется техника компьютерной томографии (микроКТ), при которой образец вращается на 360 градусов и восстанавливаются изображения. КТ обычно выполняется с помощью плоского дисплея. В трехмерном рентгеновском микроскопе используется ряд объективов, например, от 4X до 40X, а также он может включать плоскую панель.

История

Часто считается первым признанным микроскопист и микробиолог, Антони ван Левенгук наиболее известен своими новаторскими работами в области микроскопии и его вкладом в создание микробиология как научная дисциплина.[2]

Область микроскопии (оптическая микроскопия ) восходит как минимум к 17 веку. Более ранние микроскопы, одиночные линза увеличительные стекла с ограниченным увеличением, датируйте, по крайней мере, так давно, как широко распространенное использование линз в очки в 13 веке[3] но более продвинутый составные микроскопы впервые появился в Европе около 1620 г.[4][5] Среди первых практиков микроскопии Галилео Галилей, который в 1610 году обнаружил, что может близко сфокусировать свой телескоп, чтобы рассмотреть мелкие объекты крупным планом.[6][7] и Корнелис Дреббель, который, возможно, изобрел составной микроскоп около 1620 г.[8][9] Антони ван Левенгук разработал простой микроскоп с очень большим увеличением в 1670-х годах и часто считается первым признанным микроскопист и микробиолог.[2][10]

Оптическая микроскопия

Смотрите также: Оптический микроскоп
Стереомикроскоп

Оптическая или световая микроскопия предполагает прохождение видимый свет проходит через образец или отражается от него через одну линзу или несколько линзы для увеличения изображения образца.[11] Полученное изображение может быть обнаружено непосредственно глазом, отображено на фотопластинка, или же захвачено в цифровом виде. Одиночная линза с ее насадками или система линз и оборудование для обработки изображений вместе с соответствующим осветительным оборудованием, предметным столиком и опорой составляют основной световой микроскоп. Самая последняя разработка - это цифровой микроскоп, который использует CCD камера сосредоточиться на интересующем экспонате. Изображение выводится на экран компьютера, поэтому окуляры не нужны.

Ограничения

Ограничения стандартной оптической микроскопии (светлопольная микроскопия ) лежат в трех областях;

  • Этот метод позволяет эффективно отображать только темные или сильно преломляющие объекты.
  • Дифракция ограничивает разрешение примерно до 0,2микрометры (видеть: микроскоп ). Это ограничивает практический предел увеличения до ~ 1500x.
  • Расфокусированный свет от точек за пределами фокальной плоскости снижает четкость изображения.

В частности, живые клетки обычно не имеют достаточного контраста для успешного изучения, поскольку внутренние структуры клетки бесцветны и прозрачны. Самый распространенный способ увеличить контраст - это пятно различные структуры с селективными красителями, но это часто приводит к уничтожению и фиксация образец. Окрашивание также может привести к артефакты, которые являются очевидными структурными деталями, вызванными обработкой образца и, таким образом, не являются законными особенностями образца. В целом эти методы используют различия в показателе преломления клеточных структур. Светопольная микроскопия сравнима с просмотром через стеклянное окно: человек видит не стекло, а просто грязь на стекле. Есть разница, так как стекло является более плотным материалом, и это создает разницу в фазе проходящего через него света. Человеческий глаз не чувствителен к этой разности фаз, но были разработаны умные оптические решения, позволяющие преобразовать эту разность фаз в разность амплитуды (интенсивности света).

Методы

Основная статья: Оптический микроскоп

Чтобы улучшить образец контраст или выделить определенные структуры в образце, необходимо использовать специальные приемы. Доступен огромный выбор методов микроскопии для увеличения контрастности или маркировки образца.

Светлое поле

Основная статья: Светлопольная микроскопия

Светлопольная микроскопия - самый простой из всех методов световой микроскопии. Освещение образца осуществляется посредством белого проходящего света, то есть освещается снизу и наблюдается сверху. Ограничения включают низкий контраст большинства биологических образцов и низкое видимое разрешение из-за размытия не в фокусе материала. Простота методики и минимальная необходимая подготовка образца являются значительными преимуществами.

Косое освещение

Использование наклонного (сбоку) освещения придает изображению трехмерный (3D) вид и может выделить невидимые в противном случае детали. Более поздний метод, основанный на этом методе, - Модуляционный контраст Гофмана, система, используемая в инвертированных микроскопах для использования в культуре клеток. Косое освещение страдает теми же ограничениями, что и светлопольная микроскопия (низкий контраст многих биологических образцов; низкое видимое разрешение из-за объектов, находящихся вне фокуса).

Темное поле

Основная статья: Микроскопия темного поля

Темнопольная микроскопия - это метод улучшения контраста неокрашенных прозрачных образцов.[12] В освещении темного поля используется тщательно выровненный источник света, чтобы свести к минимуму количество непосредственно проходящего (нерассеянного) света, попадающего в плоскость изображения, собирая только свет, рассеянный образцом. Темное поле может значительно улучшить контраст изображения, особенно прозрачных объектов, при этом не требуя настройки оборудования или подготовки образца. Однако этот метод страдает от низкой интенсивности света на конечном изображении многих биологических образцов и продолжает зависеть от низкого видимого разрешения.

А диатомовые водоросли при освещении Рейнберга

Освещение Райнберга это особый вариант освещения темного поля, в котором прозрачные цветные фильтры вставляются непосредственно перед конденсатор так что световые лучи на высокой апертуре имеют другой цвет, чем световые лучи на низкой апертуре (т. е. фон образца может быть синим, а объект кажется самосветящимся красным). Возможны и другие сочетания цветов, но их эффективность весьма различна.[13]

Окрашивание дисперсией

Основная статья: Окрашивание дисперсией

Дисперсное окрашивание - это оптический метод, позволяющий получить цветное изображение бесцветного объекта. Это метод оптического окрашивания, который не требует красителей и красителей для создания цветового эффекта. Существует пять различных конфигураций микроскопов, используемых в более широкой технике дисперсионного окрашивания. К ним относятся светлопольное окрашивание по линии Беке, наклонное, темнопольное, фазово-контрастное и дисперсионное окрашивание объектива.

Фазовый контраст

Фазовый контраст световая микрофотография некальцинированных гиалиновые хрящи показывая хондроциты и органеллы, лакуны и внеклеточный матрикс.
Основная статья: Фазово-контрастная микроскопия
В электронная микроскопия: Фазово-контрастное изображение

Более сложные методы покажут пропорциональные различия в оптической плотности. Фазовый контраст это широко используемый метод, который показывает различия в показатель преломления как разница в контрасте. Его разработал голландский физик. Фриц Зернике в 1930-е годы (за что в 1953 году был удостоен Нобелевской премии). Например, ядро ​​клетки будет темным на фоне окружающей цитоплазмы. Контраст отличный; однако он не предназначен для работы с толстыми предметами. Часто даже вокруг небольших объектов образуется ореол, скрывающий детали. Система состоит из кольцевого кольца в конденсаторе, которое производит световой конус. Этот конус накладывается на кольцо аналогичного размера внутри фазового объектива. У каждой цели есть кольцо разного размера, поэтому для каждой цели нужно выбирать другую настройку конденсатора. Кольцо в объективе обладает особыми оптическими свойствами: оно, прежде всего, уменьшает интенсивность прямого света, но, что более важно, оно создает искусственную разность фаз примерно на четверть длины волны. Поскольку физические свойства этого прямого света изменились, возникает интерференция с дифрагированным светом, что приводит к фазово-контрастному изображению. Одним из недостатков фазово-контрастной микроскопии является образование ореола (светового кольца ореола).

Дифференциальный интерференционный контраст

Основная статья: Дифференциальная интерференционная контрастная микроскопия

Лучшим и гораздо более дорогим является использование интерференционный контраст. Различия в оптической плотности проявляются в различиях рельефа. Ядро внутри клетки будет фактически отображаться в виде глобулы в наиболее часто используемых дифференциальный интерференционный контраст система согласно Жорж Номарски. Однако следует иметь в виду, что это оптический эффект, и рельеф не обязательно соответствует истинной форме. Контраст очень хороший, и апертуру конденсора можно использовать полностью открытой, тем самым уменьшая глубину резкости и увеличивая разрешение.

Система состоит из специальной призмы (Призма Номарского, Призма Волластона ) в конденсаторе, разделяющем свет на обыкновенный и необычный луч. Пространственная разница между двумя лучами минимальна (меньше максимального разрешения объектива). После прохождения через образец лучи воссоединяются с помощью аналогичной призмы в объективе.

В однородном образце нет разницы между двумя лучами и не создается контраст. Однако вблизи преломляющей границы (скажем, ядра в цитоплазме) разница между обычным и необычным лучом создаст рельеф на изображении. Дифференциальный интерференционный контраст требует поляризованный свет источник для функционирования; На пути света должны быть установлены два поляризационных фильтра: один под конденсатором (поляризатором), а другой над объективом (анализатор).

Примечание: в тех случаях, когда оптическая конструкция микроскопа обеспечивает заметное боковое разделение двух лучей, мы имеем дело с классическая интерференционная микроскопия, который не дает рельефных изображений, но, тем не менее, может быть использован для количественного определения массовых толщин микроскопических объектов.

Отражение помех

Основная статья: Микроскопия интерференционного отражения

Дополнительным методом использования интерференции является интерференционная отражательная микроскопия (также известный как контраст отраженной интерференции или RIC). Он основан на прилипании клеток к слайду для создания интерференционного сигнала. Если к стеклу не прикреплена ячейка, интерференции не будет.

Микроскопию интерференционного отражения можно получить, используя те же элементы, что и в ДИК, но без призм. Кроме того, обнаруживаемый свет отражается, а не передается, как при использовании DIC.

Флуоресценция

Изображения могут также содержать артефакты. Это конфокальное лазерное сканирование флуоресценция микрофотография из тале кресс пыльник (часть тычинка ). На снимке, среди прочего, изображена красивая красная плавная структура в виде воротника прямо под пыльником. Однако у целой тычинки кресс-салата нет такого воротника, это артефакт фиксации: тычинка срезана под рамкой рисунка, и эпидермис (верхний слой клеток) стебля тычинки отслоился, образуя нехарактерную структуру. Фото: Heiti Paves из Таллиннский технический университет.
Основная статья: Флуоресцентная микроскопия

Когда определенные соединения освещаются светом высокой энергии, они излучают свет более низкой частоты. Этот эффект известен как флуоресценция. Часто экземпляры показывают свою характеристику автофлуоресценция имидж, основанный на их химическом составе.

Этот метод имеет решающее значение в современной науке о жизни, поскольку он может быть чрезвычайно чувствительным, позволяя обнаруживать отдельные молекулы. Много разных флуоресцентных красители можно использовать для окрашивания различных структур или химических соединений. Одним из наиболее эффективных методов является сочетание антитела в сочетании с флуорофором, как в иммуноокрашивание. Примеры обычно используемых флуорофоров: флуоресцеин или же родамин.

Антитела могут быть адаптированы к химическому соединению. Например, одна из часто используемых стратегий - это искусственное производство белков на основе генетического кода (ДНК). Затем эти белки можно использовать для иммунизации кроликов с образованием антител, которые связываются с белком. Затем антитела химически связываются с флуорофором и используются для отслеживания белков в исследуемых клетках.

Высокоэффективный флуоресцентный белки такой как зеленый флуоресцентный белок (GFP) были разработаны с использованием молекулярная биология техника слияние генов, процесс, который связывает выражение флуоресцентного соединения к целевому белку. Этот комбинированный флуоресцентный белок, как правило, не токсичен для организма и редко влияет на функцию исследуемого белка. Генетически модифицированные клетки или организмы напрямую экспрессируют флуоресцентно меченые белки, что позволяет изучать функцию исходного белка. in vivo.

Рост кристаллы протеина приводит как к белку, так и к кристаллам соли. Оба бесцветны и микроскопичны. Извлечение кристаллов протеина требует визуализации, которая может быть сделана по собственной флуоресценции протеина или с помощью просвечивающей микроскопии. Оба метода требуют ультрафиолетового микроскопа, поскольку белок поглощает свет с длиной волны 280 нм. Белок также будет флуоресцентировать примерно на 353 нм при возбуждении светом 280 нм.[14]

С флуоресцентное излучение отличается длина волны (цвет) от возбуждающего света, идеальное флуоресцентное изображение показывает только интересующую структуру, помеченную флуоресцентным красителем. Эта высокая специфичность привела к широкому использованию флуоресцентной световой микроскопии в биомедицинских исследованиях. Различные флуоресцентные красители могут использоваться для окрашивания различных биологических структур, которые затем могут быть обнаружены одновременно, но при этом остаются специфическими из-за индивидуального цвета красителя.

Чтобы предотвратить попадание возбуждающего света на наблюдателя или детектор, наборы фильтров высокого качества. Обычно они состоят из фильтр возбуждения выбор диапазона возбуждения длины волн, а дихроичный зеркало и выброс фильтр, блокирующий возбуждающий свет. Большая флуоресценция микроскопы работают в режиме Epi-освещения (освещение и обнаружение с одной стороны образца) для дальнейшего уменьшения количества возбуждающего света, попадающего в детектор.

Смотрите также:флуоресцентный микроскоп полного внутреннего отраженияНеврология

Конфокальный

Основная статья: Конфокальная микроскопия

В конфокальной лазерной сканирующей микроскопии используется сфокусированный лазер луч (например, 488 нм), который сканируется по образцу для возбуждения флуоресценция по пунктам. Излучаемый свет направляется через точечное отверстие для предотвращения попадания расфокусированного света на детектор, обычно через фотоумножитель. Изображение строится в компьютере, на котором отображаются измеренные интенсивности флуоресценции в соответствии с положением возбуждающего лазера. По сравнению с полным освещением образца конфокальная микроскопия дает немного более высокое разрешение по горизонтали и значительно улучшает оптическое сечение (осевое разрешение). Поэтому конфокальная микроскопия обычно используется там, где важна трехмерная структура.

Подкласс конфокальных микроскопов: микроскопы с вращающимся диском которые могут сканировать несколько точек одновременно по образцу. Соответствующий диск с отверстиями отклоняет расфокусированный свет. Детектор света в микроскопе с вращающимся диском представляет собой цифровую камеру, обычно EM-CCD или же sCMOS.

Двухфотонная микроскопия

Двухфотонный микроскоп - это тоже лазерный сканирующий микроскоп, но вместо УФ, синего или зеленого лазерного света импульсный инфракрасный лазер используется для возбуждения. Только в крошечном фокусе лазера интенсивность достаточно высока, чтобы вызвать флуоресценцию. двухфотонное возбуждение, что означает, что не генерируется расфокусированная флуоресценция, и для очистки изображения не требуется точечное отверстие.[15] Это позволяет получать изображения глубоко в рассеивающей ткани, где конфокальный микроскоп не сможет эффективно собирать фотоны.[16] Двухфотонные микроскопы с широкопольным обнаружением часто используются для функциональной визуализации, например визуализация кальция, в мозговой ткани.[17] Они продаются как Многофотонные микроскопы несколькими компаниями, хотя выгоды от использования 3-фотонного возбуждения вместо 2-фотонного возбуждения незначительны.

Одноплоскостная световая микроскопия и световая флуоресцентная микроскопия

Основная статья: Световая флуоресцентная микроскопия

Используя световую плоскость, сформированную путем фокусировки света через цилиндрическую линзу под узким углом или путем сканирования линии света в плоскости, перпендикулярной оси объектива, можно получить оптические срезы с высоким разрешением.[18][19][20] Одноплоскостное освещение, или освещение светового листа, также осуществляется с помощью методы формирования луча с использованием расширителей луча с несколькими призмами.[21][22] Изображения захватываются ПЗС-матрицами. Эти варианты обеспечивают очень быстрый захват изображений с высоким отношением сигнал / шум.

Широкопольная многофотонная микроскопия

Основная статья: Широкопольная многофотонная микроскопия

Широкопольная многофотонная микроскопия[23][24][25][26] относится к метод оптической нелинейной визуализации при котором большая площадь объекта освещается и отображается без сканирования. Высокая интенсивность требуется, чтобы вызвать нелинейные оптические процессы, такие как двухфотонная флуоресценция или же генерация второй гармоники. В сканирующие многофотонные микроскопы высокая интенсивность достигается за счет сильной фокусировки света, а изображение получается путем сканирования луча. В широкопольная многофотонная микроскопия высокая интенсивность лучше всего достигается при использовании оптически усиленный импульсный лазерный источник для достижения большого поля зрения (~ 100 мкм).[23][24][25] Изображение в этом случае получается в виде одного кадра с помощью камеры CCD без необходимости сканирования, что делает эту технику особенно полезной для визуализации динамических процессов одновременно по интересующему объекту. С помощью широкоугольной многофотонной микроскопии частота кадров может быть увеличена до 1000 раз по сравнению с многофотонная сканирующая микроскопия.[24] Однако в рассеивающей ткани качество изображения быстро ухудшается с увеличением глубины.

Деконволюция

Флуоресцентная микроскопия - это мощный метод, позволяющий выявить специально помеченные структуры в сложной среде и предоставить трехмерную информацию о биологических структурах. Однако эта информация размывается из-за того, что при освещении все флуоресцентно меченые структуры излучают свет, независимо от того, в фокусе они или нет. Таким образом, изображение определенной структуры всегда размывается из-за попадания света от структур, находящихся не в фокусе. Это явление приводит к потере контраста, особенно при использовании объективов с высокой разрешающей способностью, обычно масляных иммерсионных объективов с высокой числовой апертурой.

Математически смоделированная функция рассеяния точки системы формирования изображения импульсного лазера ТГц диапазона.[27]

Однако размытость не вызвана случайными процессами, такими как рассеяние света, но может быть хорошо определена оптическими свойствами формирования изображения в системе формирования изображения микроскопа. Если рассматривать небольшой флуоресцентный источник света (по сути, яркое пятно), свет, исходящий из этого пятна, распространяется дальше с нашей точки зрения, поскольку пятно становится все более не в фокусе. В идеальных условиях это дает форму песочных часов. точечный источник в третьем (осевом) измерении. Эта форма называется функция разброса точки (PSF) системы визуализации микроскопа. Поскольку любое флуоресцентное изображение состоит из большого количества таких небольших флуоресцентных источников света, изображение называется «свернутым функцией рассеяния точки». Математически смоделированный PSF системы формирования изображения терагерцового лазера показан справа.

Выход системы визуализации можно описать с помощью уравнения:

Где п - аддитивный шум.[28] Зная эту функцию распространения точки[29] означает, что этот процесс можно до некоторой степени обратить вспять с помощью компьютерных методов, широко известных как деконволюция микроскопия.[30] Существуют различные алгоритмы 2D или 3D деконволюции. Их можно условно разделить на невосстановительный и восстановительный методы. В то время как нереставрационные методы могут улучшить контраст, удаляя расфокусированный свет из фокальных плоскостей, только восстановительные методы могут фактически переназначить свет на его надлежащее место происхождения. Обработка флуоресцентных изображений таким образом может быть преимуществом перед прямым получением изображений без расфокусированного света, например изображений из конфокальная микроскопия, потому что световые сигналы, которые иначе исключены, становятся полезной информацией. Для трехмерной деконволюции обычно предоставляют серию изображений, снятых из разных фокальных плоскостей (называемых Z-стеком), плюс знание PSF, которое может быть получено экспериментально или теоретически на основе знания всех параметров микроскопа.

Субдифракционные методы

Основная статья: Микроскопия сверхвысокого разрешения
Пример микроскопии сверхвысокого разрешения. Изображение Ее3 и Ее2, цель рак молочной железы препарат, средство, медикамент Трастузумаб внутри раковой клетки.

В последнее время было разработано множество методов микроскопии сверхвысокого разрешения, позволяющих обойти дифракционный барьер.

В основном это достигается путем многократного отображения достаточно статичного образца и либо изменения возбуждающего света, либо наблюдения за стохастическими изменениями изображения. Методы деконволюции, описанные в предыдущем разделе, которые удаляют размытие, вызванное PSF, и назначают математически «правильное» происхождение света, используются, хотя и с немного другим пониманием значения пикселя. Предполагая большую часть времени, один флуорофор вносит вклад в одну каплю на одном снятом изображении, капли на изображениях могут быть заменены их расчетным положением, что значительно улучшает разрешение до уровня ниже дифракционного предела.

Для реализации такого предположения в основе этих методов лежат знания и химический контроль фотофизики флуорофоров, с помощью которых регулярно достигается разрешение ~ 20 нанометров.[31][32]

Последовательная временная амплифицированная микроскопия

Основная статья: Последовательная временная амплифицированная микроскопия

Усиленная микроскопия с последовательным кодированием во времени (STEAM) - это метод визуализации, который обеспечивает сверхбыструю скорость затвора и частоту кадров, используя оптическое усиление изображения, чтобы обойти фундаментальный компромисс между чувствительностью и скоростью, и однопиксельным фотоприемник для устранения необходимости в матрице детекторов и ограничений времени считывания[33] Этот метод как минимум в 1000 раз быстрее, чем современный CCD и CMOS камеры. Следовательно, он потенциально полезен для широкого круга научных, промышленных и биомедицинских приложений, которые требуют высокой скорости получения изображений, включая диагностику в реальном времени и оценку ударных волн, микрофлюидика, МЭМС, и лазерная хирургия.[34]

Расширения

Большинство современных инструментов предоставляют простые решения для электронной микрофотографии и записи изображений. Однако такие возможности не всегда присутствуют, и более опытный микроскопист во многих случаях все же предпочтет нарисованное от руки изображение фотографии. Это потому, что микроскопист, знакомый с предметом, может точно преобразовать трехмерное изображение в точный двухмерный рисунок. Однако на фотографии или другой системе захвата изображения только одна тонкая плоскость всегда находится в хорошем фокусе.

Создание аккуратных и точных микрофотографий требует микроскопической техники с использованием монокулярного окуляра. Важно, чтобы оба глаза были открыты, и чтобы глаз, который не наблюдает в микроскоп, вместо этого был сосредоточен на листе бумаги на столе рядом с микроскопом. С практикой, не двигая головой или глазами, можно точно записать наблюдаемые детали, обведя наблюдаемые формы, одновременно «видя» острие карандаша на микроскопическом изображении.

Практика этой техники также устанавливает хорошую общую микроскопическую технику. Всегда менее утомительно наблюдать с микроскопом, сфокусированным так, чтобы изображение было видно на бесконечности и всегда с обоими глазами.

Прочие улучшения

Основная статья: стереомикроскоп

Микроспектроскопия: спектроскопия с микроскопом

рентгеновский снимок

Основная статья: Рентгеновская микроскопия

Поскольку разрешение зависит от длина волны света. Электронная микроскопия была разработана с 1930-х годов, в которой вместо света используются электронные лучи. Из-за гораздо меньшей длины волны электронного луча разрешение намного выше.

Хотя реже, Рентгеновская микроскопия также разрабатывалась с конца 1940-х годов. Разрешение рентгеновской микроскопии находится между разрешающей способностью световой микроскопии и электронной микроскопии.

Электронная микроскопия

Основная статья: Электронный микроскоп

До изобретения субдифракционной микроскопии длина волны света ограничивала разрешение традиционной микроскопии примерно до 0,2 микрометра. Чтобы получить более высокое разрешение, в электронных микроскопах используется пучок электронов с гораздо меньшей длиной волны.

  • Просвечивающая электронная микроскопия (ТЕМ) очень похож на составной световой микроскоп, когда электронный луч направляется через очень тонкий срез образца. Предел разрешения в 2005 г. составлял около 0,05[сомнительный – обсуждать] нанометра и с тех пор существенно не увеличилась.
  • Сканирующая электронная микроскопия (SEM) визуализирует детали на поверхности образцов и дает очень красивый трехмерный вид. Он дает результаты, очень похожие на результаты работы светового стереомикроскопа. Лучшее разрешение для СЭМ в 2011 году было 0,4 нанометра.

Электронные микроскопы для Рентгеновская спектроскопия может предоставить качественный и количественный элементный анализ. Этот тип электронного микроскопа, также известный как аналитический электронный микроскоп, может быть очень мощным инструментом определения характеристик для исследования наноматериалов.[35]

Сканирующая зондовая микроскопия

Основная статья: Сканирующая зондовая микроскопия

Это метод субдифракции. Примеры сканирующих зондовых микроскопов: атомно-силовой микроскоп (AFM), Сканирующий туннельный микроскоп, то фотонный силовой микроскоп и микроскоп для отслеживания повторений. Все такие методы используют физический контакт твердого наконечника зонда для сканирования поверхности объекта, которая должна быть почти плоской.

Ультразвуковая сила

Ультразвуковая силовая микроскопия (UFM) был разработан для улучшения деталей и контрастности изображения на «плоских» областях интереса, где изображения AFM ограничены по контрасту. Комбинация AFM-UFM позволяет формировать акустическое микроскопическое изображение ближнего поля. Наконечник АСМ используется для обнаружения ультразвуковых волн и преодолевает ограничение длины волны, которое встречается в акустической микроскопии. Используя эластичные изменения под наконечником АСМ, можно получить изображение с гораздо большей детализацией, чем топография АСМ.

Ультразвуковая силовая микроскопия позволяет локальное картирование эластичность в атомно-силовой микроскопии путем приложения ультразвуковой вибрации к кантилеверу или образцу. В попытке количественно проанализировать результаты ультразвуковой силовой микроскопии, выполняется измерение кривой силы-расстояния с ультразвуковой вибрацией, приложенной к основанию кантилевера, и результаты сравниваются с моделью динамики кантилевера и взаимодействия зонд-образец. на основе конечно-разностной техники.

Ультрафиолетовая микроскопия

У ультрафиолетовых микроскопов есть две основные цели. Первый заключается в использовании более короткой длины волны ультрафиолетовой электромагнитной энергии для улучшения разрешения изображения, превышающего дифракционный предел стандартных оптических микроскопов. Этот метод используется для неразрушающего контроля устройств с очень мелкими характеристиками, такими как те, которые встречаются в современных полупроводниках. Второе применение ультрафиолетовых микроскопов - это усиление контраста, при котором реакция отдельных образцов увеличивается по сравнению с их окружением из-за взаимодействия света с молекулами внутри самого образца. Один из примеров - рост кристаллы протеина. Кристаллы белка образуются в солевых растворах. Поскольку кристаллы соли и белка образуются в процессе роста и оба обычно прозрачны для человеческого глаза, их невозможно различить с помощью стандартного оптического микроскопа. Поскольку триптофан из белок поглощает свет с длиной волны 280 нм, визуализация с помощью УФ-микроскопа с полосовыми фильтрами 280 нм позволяет легко различать два типа кристаллов. Кристаллы протеина кажутся темными, а кристаллы соли прозрачными.

Инфракрасная микроскопия

Период, термин инфракрасная микроскопия относится к микроскопии, выполняемой в инфракрасный длины волн. В типичной конфигурации прибора Инфракрасный спектрометр с преобразованием Фурье (FTIR) сочетается с оптическим микроскопом и инфракрасный детектор. Инфракрасный детектор может быть одноточечным детектором, линейной решеткой или двумерной решеткой в ​​фокальной плоскости. FTIR дает возможность выполнять химический анализ через ИК-спектроскопия а микроскоп и точечный или матричный детектор позволяют проводить этот химический анализ с пространственным разрешением, то есть выполнять в разных областях образца. Таким образом, этот метод также называется инфракрасной микроскопией.[36][37] Альтернативная архитектура под названием Лазерное прямое инфракрасное изображение (LDIR) включает комбинацию настраиваемого источника инфракрасного света и одноточечного детектора на летающем объекте). Этот метод часто используется для инфракрасного химическая визуализация, где контраст изображения определяется реакцией отдельных областей образца на определенные длины волн ИК-излучения, выбранные пользователем, обычно конкретные полосы ИК-поглощения и связанные с ними молекулярные резонансы. Ключевым ограничением традиционной инфракрасной микроскопии является то, что пространственное разрешение составляет дифракционно ограниченный. В частности, пространственное разрешение ограничено числом, относящимся к длине волны света. Для практических ИК-микроскопов пространственное разрешение ограничено 1-3-кратной длиной волны, в зависимости от конкретной техники и используемого инструмента. Для длин волн среднего ИК-диапазона это устанавливает практический предел пространственного разрешения ~ 3-30 мкм.

Также существуют ИК-версии субдифракционной микроскопии.[36][37] К ним относятся IR Сканирующий оптический микроскоп ближнего поля (НСОМ),[38] фототермическая микроскопия и атомно-силовой микроскоп на основе инфракрасной спектроскопии (AFM-IR), а также сканирующая ближнепольная оптическая микроскопия рассеивающего типа (s-SNOM)[39] & нано-FTIR которые обеспечивают наноразмерное пространственное разрешение в инфракрасном диапазоне длин волн.

Цифровая голографическая микроскопия

Клетки человека, полученные с помощью фазового сдвига DHM (слева) и фазово-контрастная микроскопия (верно).
Основная статья: Цифровая голографическая микроскопия

В цифровая голографическая микроскопия (DHM), мешающий волновые фронты из последовательный (монохроматический) источник света регистрируется датчиком. Изображение реконструируется компьютером в цифровом виде из записанных голограмма. Помимо обычного светлопольного изображения, сдвиг фазы изображение создано.

DHM может работать как в режиме отражения, так и в режиме передачи. В режиме отражения изображение с фазовым сдвигом обеспечивает измерение относительного расстояния и, таким образом, представляет собой топография карта отражающей поверхности. В режиме пропускания изображение с фазовым сдвигом обеспечивает количественное измерение оптической толщины образца без этикеток. Изображения фазового сдвига биологических клеток очень похожи на изображения окрашенных клеток и были успешно проанализированы анализ высокого содержания программного обеспечения.

Уникальной особенностью DHM является возможность регулировки фокуса после записи изображения, поскольку все плоскости фокусировки записываются голограммой одновременно. Эта функция позволяет отображать движущиеся частицы в объеме или быстро сканировать поверхность. Еще одна привлекательная особенность DHM - это возможность использовать недорогую оптику за счет программной коррекции оптических аберраций.

Цифровая патология (виртуальная микроскопия)

Основная статья: Цифровая патология

Цифровая патология - это информационная среда на основе изображений, созданная с помощью компьютерных технологий, которая позволяет управлять информацией, полученной с цифрового слайда. Цифровая патология частично обеспечивается виртуальная микроскопия, который представляет собой практику преобразования стеклянных слайдов в цифровые слайды, которые можно просматривать, управлять и анализировать.

Лазерная микроскопия

Лазерная микроскопия - это быстро развивающаяся область, в которой источники лазерного излучения используются в различных формах микроскопии.[40] Например, лазерная микроскопия, ориентированная на биологические приложения, использует ультракороткий импульс лазеры, в ряде методов, обозначенных как нелинейная микроскопия, микроскопия насыщения и микроскопия с двухфотонным возбуждением.[41]

Лаборатория высокой интенсивности с короткими импульсами рентгеновские лазеры находятся в разработке несколько лет. Когда эта технология будет реализована, станет возможным получать увеличенные трехмерные изображения элементарных биологических структур в живом состоянии в точно определенный момент. Для оптимального контраста между водой и белком, а также для лучшей чувствительности и разрешения лазер следует настраивать около линии азота примерно на 0,3 нанометра. Разрешение будет ограничиваться в основном гидродинамическим расширением, которое происходит при регистрации необходимого количества фотонов.[42] Таким образом, хотя образец разрушен экспонированием, его конфигурация может быть зафиксирована до того, как он взорвется.[43][44][45][46][47][48][чрезмерное цитирование ]

Ученые работали над практическими проектами и прототипами рентгеновских голографических микроскопов, несмотря на длительную разработку соответствующего лазера.[49][50][51][52][53][54][55][56][чрезмерное цитирование ]

Фотоакустическая микроскопия

Техника микроскопии, основанная на фотоакустический эффект,[57] то есть генерация (ультра) звука, вызванная поглощением света. сфокусированный и модулированный по интенсивности лазерный луч сканируется в растровом формате по образцу. Генерируемый (ультра) звук обнаруживается с помощью ультразвукового преобразователя. Обычно используются пьезоэлектрические ультразвуковые преобразователи.[58]

Контрастность изображения связана с коэффициентом поглощения образца. . Это контрастирует с микроскопией в светлом или темном поле, где контраст изображения обусловлен пропусканием или рассеянием. В принципе, контраст флуоресцентной микроскопии также пропорционален поглощению образца. Однако в флуоресцентной микроскопии квантовый выход флуоресценции должен быть не равен нулю, чтобы сигнал мог быть обнаружен. Однако в фотоакустической микроскопии каждое поглощающее вещество дает фотоакустический сигнал. что пропорционально

Здесь - коэффициент Грюнайзена, - энергия фотона лазера и - ширина запрещенной зоны образца. Следовательно, фотоакустическая микроскопия кажется хорошо подходящей в качестве метода, дополняющего флуоресцентную микроскопию, поскольку высокий квантовый выход флуоресценции приводит к высоким сигналам флуоресценции, а низкий квантовый выход флуоресценции ведет к высоким фотоакустическим сигналам.

Без учета нелинейных эффектов боковая разрешающая способность dx ограничено Предел дифракции Аббе:

куда - длина волны возбуждающего лазера и NA - числовая апертура линзы объектива. Предел дифракции Аббе выполняется, если фронт приходящей волны параллелен. Однако в действительности профиль лазерного луча гауссовский. Следовательно, для расчета достижимого разрешения необходимо использовать формулы для усеченных гауссовых пучков.[59]

Любительская микроскопия

Любительская микроскопия это расследование и наблюдение биологический и небиологические образцы для развлекательных целей. Коллекционеры минералы, насекомые, ракушки, и растения может использовать микроскопы как инструменты для выявления функций, которые помогают им классифицировать их собранные предметы. Другим любителям будет интересно понаблюдать за жизнью в пруду и в других образцах. Микроскопы также могут оказаться полезными для оценки качества воды для людей, которые домашний аквариум. Фотографическое документирование и нанесение микроскопических изображений - дополнительные задачи, расширяющие спектр задач любителя. Есть даже конкурсы на микрофотография Изобразительное искусство. Участники этого времяпрепровождения могут использовать коммерческие предметные стекла или заниматься подготовкой образцов.

Хотя микроскопия является центральным инструментом в документации биологических образцов, ее, как правило, недостаточно, чтобы оправдать описание нового вида, основанное только на микроскопических исследованиях. Часто для подтверждения открытия нового вида необходимы генетические и биохимические тесты. А лаборатория и доступ к академической литературе является необходимостью, которая является специализированной и, как правило, недоступной для любителей. Однако у любителей есть одно огромное преимущество перед профессионалами: время исследовать свое окружение. Часто опытные любители объединяются с профессионалами, чтобы подтвердить свои выводы и (возможно) описать новые виды.

В конце 1800-х годов любительская микроскопия стала популярным хобби в США и Европе. Некоторым `` профессиональным любителям '' платили филантропы за поездки для отбора проб и микроскопические исследования, чтобы развлечь их в воскресенье днем ​​(например, специалист по диатомовым водорослям А. Грунов, которому (среди прочего) платил бельгийский промышленник). Профессор Джон Фин опубликовал «Практические советы по выбору и использованию микроскопа (второе издание, 1878 г.)», а также был редактором «Американского журнала микроскопии».

Примеры любительских снимков с микроскопии:

  • "Домашняя пчела" Рот 100X

  • Стебель риса cs 400X

  • Яички кролика 100X

  • Папоротник Проталлий 400X

Применение в судебной медицине

Микроскопия имеет множество применений в судебной медицине; он обеспечивает точность, качество, точность и воспроизводимость результатов.[60] Эти приложения практически безграничны. Это связано со способностью микроскопа обнаруживать, распознавать и отображать мельчайшие доказательства, часто без каких-либо изменений или разрушений. Микроскоп используется для идентификации и сравнения волокон, волос, грязи, пыли и т. Д.

Цель любого микроскопа - увеличить изображения или фотографии небольшого объекта и увидеть мелкие детали. В судебной медицине; Тип образца, информация, которую желают получить от него, и тип микроскопа, выбранного для данной задачи, определяют необходимость подготовки образца. Например, чернильные линии, пятна крови или пули, обработка не требуется, и доказательства видны непосредственно с соответствующего микроскопа без какой-либо формы подготовки образца, но для следов определенного вещества подготовка образца должна быть сделана до микроскопического исследования.

В лабораториях судебной экспертизы используются различные микроскопы. Световые микроскопы наиболее широко используются в судебной медицине, и эти микроскопы используют фотоны для формирования изображений.4, эти микроскопы, которые наиболее применимы для исследования образцов судебной медицины, как упоминалось ранее, следующие:[61]

1. Составной микроскоп

2. Микроскоп сравнения.

3. Стереоскопический микроскоп.

4. Поляризационный микроскоп.

5. Микроспектрофотометр.

Такое разнообразие типов микроскопов в судебной медицине обусловлено в основном их диапазонами увеличения, которые составляют (1-1200X), (50-30,000X) и (500-250,000X) для оптической микроскопии, SEM и TEM соответственно.[61]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Эдинбургский университет (6 марта 2018 г.). "Что такое микроскопия?". Эдинбургский университет. Получено 9 апреля, 2018.
  2. ^ а б Форд, Брайан Дж. (1992). "От дилетанта до прилежного экспериментатора: переоценка Левенгука как микроскописта и исследователя". История биологии. 5 (3).
  3. ^ Atti Della Fondazione Giorgio Ronchi E Contributi Dell'Istituto Nazionale Di Ottica, Том 30, La Fondazione-1975, стр. 554
  4. ^ Альберт Ван Хелден; Свен Дюпре; Роб ван Гент (2010). Истоки телескопа. Издательство Амстердамского университета. п. 24. ISBN  978-90-6984-615-6. В архиве из оригинала 15 февраля 2017 года.
  5. ^ Уильям Розенталь, Очки и другие вспомогательные средства зрения: история и руководство по коллекционированию, Norman Publishing, 1996, стр. 391 - 392
  6. ^ Роберт Д. Уэрта, Делфтские гиганты: Йоханнес Вермеер и натурфилософы: параллельный поиск знаний в эпоху открытий, Bucknell University Press - 2003, стр. 126
  7. ^ А. Марк Смит, От взгляда к свету: переход от древней к современной оптике, University of Chicago Press - 2014, стр. 387
  8. ^ Раймонд Дж. Сигер, Люди-физики: Галилео Галилей, его жизнь и работы, Elsevier - 2016, стр. 24
  9. ^ Дж. Уильям Розенталь, Очки и другие вспомогательные средства зрения: история и руководство по коллекционированию, Norman Publishing, 1996, стр. 391
  10. ^ Лейн, Ник (6 марта 2015 г.). «Незримый мир: размышления о Левенгуке (1677 г.)« О зверюшке »». Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2015 Apr; 370 (1666): 20140344. [doi: 10.1098 / rstb.2014.0344]
  11. ^ Абрамовиц М., Дэвидсон М. В. (2007). «Введение в микроскопию». Молекулярные выражения. Получено 2007-08-22.
  12. ^ Абрамовиц М., Дэвидсон М. В. (1 августа 2003 г.). "Освещение темного поля". Получено 2008-10-21.
  13. ^ Абрамовиц М., Дэвидсон М. В. (1 августа 2003 г.). «Райнбергское освещение». Получено 2008-10-21.
  14. ^ Гилл, Хариндарпал (январь 2010 г.). «Оценка эффективности флуоресценции и поглощения триптофана в качестве инструмента выбора для идентификации кристаллов белка». Acta Crystallographica. F66 (Pt 3): 364–372. Дои:10.1107 / S1744309110002022. ЧВК  2833058. PMID  20208182.
  15. ^ Денк, Винфрид; Свобода, Карел (март 1997 г.). "Photon Upmanship: Почему многофотонная визуализация - это больше, чем уловка". Нейрон. 18 (3): 351–357. Дои:10.1016 / S0896-6273 (00) 81237-4. PMID  9115730. S2CID  2414593.
  16. ^ Denk, W .; Delaney, K.R .; Гельперин, А .; Kleinfeld, D .; Строубридж, Б.В.; Tank, D.W .; Юсте, Р. (1994). «Анатомическая и функциональная визуализация нейронов с использованием 2-фотонной лазерной сканирующей микроскопии». Журнал методов неврологии. 54 (2): 151–162. Дои:10.1016/0165-0270(94)90189-9. PMID  7869748. S2CID  3772937.
  17. ^ Свобода, Карел; Денк, Винфрид; Кляйнфельд, Дэвид; Танк, Дэвид В. (1997). «Динамика дендритного кальция in vivo в пирамидных нейронах неокортекса». Природа. 385 (6612): 161–165. Bibcode:1997Натура.385..161С. Дои:10.1038 / 385161a0. ISSN  0028-0836. PMID  8990119. S2CID  4251386.
  18. ^ Voie, A.H. (1993). «Визуализация интактного барабанного пузыря морской свинки с помощью флуоресцентной оптической микроскопии с ортогональной плоскостью». Слуховые исследования. 71 (1–2): 119–128. Дои:10.1016 / S0378-5955 (02) 00493-8. ISSN  0378-5955. PMID  12204356. S2CID  12775304.
  19. ^ Greger, K .; Дж. Свогер; Э. Х. К. Стельцер (2007). «Основные конструктивные элементы и свойства флуоресцентного одноплоскостного осветительного микроскопа». Обзор научных инструментов. 78 (2): 023705–023705–7. Bibcode:2007RScI ... 78b3705G. Дои:10.1063/1.2428277. ISSN  0034-6748. PMID  17578115.
  20. ^ Buytaert, J.A.N .; Э. Декамп; Д. Адриаенс; J.J.J. Диркс (2012). «Семейство микроскопов OPFOS: оптическое сечение биомедицинских образцов с высоким разрешением». Anatomy Research International. 2012: 206238. arXiv:1106.3162. Дои:10.1155/2012/206238. ISSN  2090-2743. ЧВК  3335623. PMID  22567307.
  21. ^ Ф. Ж. Дуарте, в Лазеры на красителях высокой мощности (Springer-Verlag, Берлин, 1991) Глава 2.
  22. ^ Duarte FJ (1993), Система электрооптического интерферометрического микроденситометра, Патент США 5255069 В архиве 2017-10-13 на Wayback Machine.
  23. ^ а б Петерсон, Марк Д .; Хейс, Патрик Л .; Мартинес, Ими Су; Cass, Laura C .; Achtyl, Jennifer L .; Вайс, Эмили А .; Гейгер, Франц М. (01.05.2011). "Формирование изображения генерации второй гармоники с усилителем кГц [Приглашено]". Оптические материалы Экспресс. 1 (1): 57. Bibcode:2011OMExp ... 1 ... 57P. Дои:10.1364 / ome.1.000057.
  24. ^ а б c Масиас-Ромеро, Карлос; Дидье, Мари Э. П .; Журден, Паскаль; Марке, Пьер; Магистретти, Пьер; Tarun, Orly B .; Зубковы, Виталий; Раденович, Александра; Рок, Сильви (15.12.2014). «Высокопроизводительная визуализация второй гармоники для биологических приложений без этикеток». Оптика Экспресс. 22 (25): 31102–12. Bibcode:2014OExpr..2231102M. Дои:10.1364 / oe.22.031102. PMID  25607059.
  25. ^ а б Ченг, Ли-Чунг; Чанг, Цзя-Юань; Линь, Чун-Ю; Чо, Кенг-Чи; Йен, Вэй-Чунг; Чанг, Нань-Шань; Сюй, Крис; Дун, Чэнь Юань; Чен, Шин-Джен (2012-04-09). «Широкопольная многофотонная микроскопия на основе пространственно-временной фокусировки для быстрого оптического сечения». Оптика Экспресс. 20 (8): 8939–48. Bibcode:2012OExpr..20.8939C. Дои:10.1364 / oe.20.008939. PMID  22513605.
  26. ^ Орон, Дан; Тал, Эран; Зильберберг, Ярон (2005-03-07). «Безсканирующая микроскопия с глубинным разрешением». Оптика Экспресс. 13 (5): 1468–76. Bibcode:2005OExpr..13.1468O. Дои:10.1364 / опекс.13.001468. PMID  19495022.
  27. ^ Ахи, Киараш; Анвар, Мехди (26 мая 2016 г.). Анвар, Мехди Ф; Кроу, Томас В.; Манзур, Тарик (ред.). «Моделирование терагерцовых изображений на основе рентгеновских изображений: новый подход для проверки терагерцовых изображений и идентификации объектов с мелкими деталями за пределами терагерцового разрешения». Терагерцовая физика, устройства и системы X: передовые приложения в промышленности. Терагерцовая физика, устройства и системы X: передовые приложения в промышленности и обороне. 9856: 985610. Bibcode:2016SPIE.9856E..10A. Дои:10.1117/12.2228685. S2CID  124315172.
  28. ^ Соломон, Крис (2010). Основы цифровой обработки изображений. John Wiley & Sons, Ltd. ISBN  978-0-470-84473-1.
  29. ^ Nasse M. J .; Woehl J. C. (2010). «Реалистичное моделирование функции рассеяния точки освещения в конфокальной сканирующей оптической микроскопии». J. Opt. Soc. Являюсь. А. 27 (2): 295–302. Bibcode:2010JOSAA..27..295N. Дои:10.1364 / JOSAA.27.000295. PMID  20126241.
  30. ^ Уоллес В., Шефер Л. Х., Сведлоу Дж. Р. (2001). «Руководство по деконволюции в световой микроскопии». Биотехнологии. 31 (5): 1076–8, 1080, 1082 пасс. Дои:10.2144 / 01315bi01. PMID  11730015.
  31. ^ Кауфманн Райнер; Мюллер Патрик; Хильденбранд Георг; Хаусманн Михаэль; Кремер Кристоф (2010). «Анализ кластеров мембранного белка Her2 / neu в различных типах клеток рака груди с использованием микроскопии локализации». Журнал микроскопии. 242 (1): 46–54. CiteSeerX  10.1.1.665.3604. Дои:10.1111 / j.1365-2818.2010.03436.x. PMID  21118230. S2CID  2119158.
  32. ^ van de Linde S .; Wolter S .; Зауэр С. (2011). «Фотопереключение и локализация одиночных молекул». Aust. J. Chem. 64 (5): 503–511. Дои:10.1071 / CH10284.
  33. ^ К. Года; К. К. Циа; Б. Джалали (2009). «Последовательная кодированная во времени усиленная визуализация для наблюдения в реальном времени быстрых динамических явлений». Природа. 458 (7242): 1145–9. Bibcode:2009 Натур.458.1145Г. Дои:10.1038 / природа07980. PMID  19407796. S2CID  4415762.
  34. ^ Джалали, Бахрам; Кейпвелл, Дейл; Года, Кейсуке; Циа, Кевин К. (10.05.2010). «Характеристики последовательного усиленного микроскопа с временной кодировкой». Оптика Экспресс. 18 (10): 10016–10028. Bibcode:2010OExpr..1810016T. Дои:10.1364 / OE.18.010016. HDL:10722/91333. ISSN  1094-4087. PMID  20588855. S2CID  8077381.
  35. ^ Косасих, Феликс Утама; Ducati, Катерина (Май 2018). «Описание деградации перовскитных солнечных элементов с помощью электронной микроскопии in-situ и оперативной электронной микроскопии». Нано Энергия. 47: 243–256. Дои:10.1016 / j.nanoen.2018.02.055.
  36. ^ а б HM Pollock и S.G. Kazarian, Microspectroscopy in the Mid-Infrared, in Encyclopedia of Analytical Chemistry (Robert A. Meyers, Ed, 1-26 (2014), John Wiley & Sons Ltd,
  37. ^ а б Поллок Хуберт М (2014). «Микроспектроскопия в среднем инфракрасном диапазоне». Энциклопедия аналитической химии. С. 1–26. Дои:10.1002 / 9780470027318.a5609.pub2. ISBN  9780470027318.
  38. ^ HM Pollock и D.A. Smith, Использование зондов ближнего поля для колебательной спектроскопии и фототермической визуализации, в Справочнике по колебательной спектроскопии, J.M. Chalmers and P.R. Griffiths (eds), John Wiley & Sons Ltd, Vol. 2. С. 1472 - 1492 (2002).
  39. ^ Кейльманн, Фриц; Хилленбранд, Райнер (2004-04-15). Ричардс, Дэвид; Заяц, Анатолий (ред.). «Ближнепольная микроскопия методом упругого рассеяния света от иглы». Философские труды Лондонского королевского общества. Серия A: математические, физические и технические науки. 362 (1817): 787–805. Дои:10.1098 / rsta.2003.1347. ISSN  1364-503X. PMID  15306494. S2CID  20211405.
  40. ^ Duarte FJ (2016). «Перестраиваемая лазерная микроскопия». В Duarte FJ (ред.). Настраиваемые лазерные приложения (3-е изд.). Бока-Ратон: CRC Press. С. 315–328. ISBN  9781482261066.
  41. ^ Томас Дж. Л., Рудольф В. (2008). «Биологическая микроскопия с ультракороткими лазерными импульсами». В Duarte FJ (ред.). Настраиваемые лазерные приложения (2-е изд.). Бока-Ратон: CRC Press. стр.245–80. ISBN  978-1-4200-6009-6.
  42. ^ Солем, Дж. К. (1983). «Рентгеновская визуализация биологических образцов». Материалы Международной конференции по лазерам-83.: 635–640. OSTI  5998195.
  43. ^ Солем, Дж. К. (1982). «Высокоинтенсивная рентгеновская голография: подход к созданию снимков биологических образцов с высоким разрешением». Технический отчет Лос-Аламосской национальной лаборатории LA-9508-MS. 83: 23581. Bibcode:1982STIN ... 8323581S. Дои:10.2172/7056325. OSTI  7056325.
  44. ^ Solem, J.C .; Болдуин, Г. К. (1982). «Микроголография живых организмов». Наука. 218 (4569): 229–235. Bibcode:1982Наука ... 218..229С. Дои:10.1126 / science.218.4569.229. PMID  17838608. S2CID  32381820.
  45. ^ Solem, J.C .; Чаплин, Г. Ф. (1984). «Рентгеновская биомикроголография». Оптическая инженерия. 23 (2): 193. Bibcode:1984OptEn..23..193S. Дои:10.1117/12.7973410.
  46. ^ Солем, Дж. К. (1985). «Микроголография». Энциклопедия науки и техники Макгроу-Хилла.
  47. ^ Солем, Дж. К. (1984). «Рентгеновская голография биологических образцов». Материалы девятого международного конгресса по фотобиологии, Филадельфия, Пенсильвания, США, 3 июля 1984 г. (LA-UR-84-3340, CONF-840783-3): 19. OSTI  6314558.
  48. ^ Солем, Дж. К. (1986). «Визуализация биологических образцов с помощью мягких рентгеновских лучей высокой интенсивности». Журнал Оптического общества Америки B. 3 (11): 1551–1565. Bibcode:1986JOSAB ... 3.1551S. Дои:10.1364 / josab.3.001551.
  49. ^ Haddad, W. S .; Solem, J.C .; Cullen, D .; Boyer, K .; Родс, К. К. (1987). «Описание теории и аппарата цифровой реконструкции голограмм с преобразованием Фурье», Proceedings of Electronics Imaging '87, 2-5 ноября 1987 г., Бостон; Журнал электронного изображения(Институт графических коммуникаций, Бостон), стр. 693.
  50. ^ Haddad, W. S .; Cullen, D .; Boyer, K .; Rhodes, C.K .; Solem, J.C .; Вайнштейн, Р. С. (1988). Дизайн голографического микроскопа с преобразованием Фурье. Труды Международного симпозиума по рентгеновской микроскопии II, серия Springer в оптических науках. Серия Спрингера в оптических науках. 56. С. 284–287. Дои:10.1007/978-3-540-39246-0_49. ISBN  978-3-662-14490-9.
  51. ^ Haddad, W. S .; Solem, J.C .; Cullen, D .; Boyer, K .; Родс, К. К. (1988). «Дизайн голографического микроскопа с преобразованием Фурье, включающего цифровую реконструкцию изображения». Труды конференции CLEO '88 по лазерам и электрооптике, Анахайм, Калифорния, апрель 1988 г .; Оптическое общество Америки, Технический дайджест OSA. 7: WS4.
  52. ^ Haddad, W. S .; Cullen, D .; Solem, J.C .; Boyer, K .; Родс, К. К. (1988). «Рентгеновский голографический микроскоп с преобразованием Фурье». Материалы тематического совещания OSA по коротковолновому когерентному излучению: генерация и применение, 26–29 сентября 1988 г., Кейп-Код, Массачусетс, Фальконе, Р.; Kirz, J .; Ред. (Оптическое общество Америки, Вашингтон, округ Колумбия): 284–289.
  53. ^ Solem, J.C .; Boyer, K .; Haddad, W. S .; Родс, К. К. (1990). Просниц, Дональд (ред.). Просниц, Д .; изд. ШПИОН. «Перспективы рентгеновской голографии с лазерами на свободных электронах». Бесплатные электронные лазеры и приложения. Лазеры на свободных электронах и их применение. 1227: 105–116. Bibcode:1990СПИ.1227..105С. Дои:10.1117/12.18609. S2CID  121807907.
  54. ^ Haddad, W. S .; Cullen, D .; Solem, J.C .; Longworth, J. W .; McPherson, L.A .; Boyer, K .; Родс, К. К. (1991). «Голографический микроскоп с преобразованием Фурье». Труды SPIE Electronic Imaging '91, Сан-Хосе, Калифорния; Международное общество оптики и фотоники. Системы камеры и входного сканера. 1448 (24): 81–88. Bibcode:1991SPIE 1448 ... 81H. Дои:10.1117/12.45347. PMID  20733659. S2CID  120679508.
  55. ^ Haddad, W. S .; Cullen, D .; Solem, J.C .; Longworth, J .; McPherson, A .; Boyer, K .; Родс, К. К. (1992). «Голографический микроскоп с преобразованием Фурье». Прикладная оптика. 31 (24): 4973–4978. Bibcode:1992ApOpt..31.4973H. Дои:10.1364 / ао.31.004973. PMID  20733659.
  56. ^ Boyer, K .; Solem, J.C .; Longworth, J .; Борисов, А .; Родс, К. К. (1996). «Биомедицинское трехмерное голографическое микроизображение в видимом, ультрафиолетовом и рентгеновском диапазонах волн». Природа Медицина. 2 (8): 939–941. Дои:10,1038 / нм0896-939. PMID  8705867. S2CID  25231033.
  57. ^ Белл, А. Г. (1880). «О производстве и воспроизведении звука светом». Американский журнал науки. s3-20 (118): 305–324. Bibcode:1880AmJS ... 20..305B. Дои:10.2475 / ajs.s3-20.118.305. S2CID  130048089.
  58. ^ Yao, J .; Ван, Л. В. (2013). «Фотоакустическая микроскопия». Laser Photon Rev. 7 (5): 1–36. Bibcode:2013ЛПРв .... 7..758л. Дои:10.1002 / LPOR.201200060. ЧВК  3887369. PMID  24416085.
  59. ^ Langer, G .; Buchegger, B .; Jacak, J .; Klar, T. A .; Берер Т. (2016). «Фотоакустическая и флуоресцентная микроскопия в частотной области». Биомедицинская оптика Экспресс. 7 (7): 2692–702. Дои:10.1364 / BOE.7.002692. ЧВК  4948622. PMID  27446698.
  60. ^ Котрлы М (август 2015). «Новые возможности использования микроскопических методов в криминалистической сфере». Труды микроскопии и микроанализа. 21 (S3): 1365–1366. Bibcode:2015MiMic..21S 1365K. Дои:10.1017 / S1431927615007618.
  61. ^ а б Басу С., Миллетт Дж. Р. (1986). Электронная микроскопия в судебной медицине и гигиене труда. Нью-Йорк: Пленум Пресс.

дальнейшее чтение

внешняя ссылка

Общий
Методы