Karanlık alan mikroskobu - Dark-field microscopy

Karanlık alan ve faz kontrast mikroskoplarının çalışma prensibi

Koyu-alan mikroskopi ile (aynı zamanda koyu zemin mikroskopisi ) tarif mikroskop hem de yöntem, ışık ve elektron mikroskopi görüntüsü unscattered ışını dahil. Sonuç olarak, numunenin etrafındaki alan (yani, ışını dağıtacak numunenin bulunmadığı ) genellikle karanlıktır.

Optik mikroskoplarda, bir ışık konisini objektif mercekten uzağa yönlendiren bir karanlık alan yoğunlaştırıcı mercek kullanılmalıdır. Objektif merceğin dağınık ışık toplama gücünü en üst düzeye çıkarmak için, yağa daldırma kullanılır ve objektif merceğin sayısal açıklığı (NA) 1,0'dan az olmalıdır. Daha yüksek NA'ya sahip objektif lensler, ancak, NA'yı azaltan ayarlanabilir bir diyaframa sahiplerse kullanılabilir. Genellikle bu objektif lenslerde 0,7 ila 1,25 arasında değişen bir NA vardır.


Işık mikroskobu uygulamaları

Olarak optik mikroskop , koyu alan bir tarif aydınlatma geliştirmek için yaygın olarak kullanılan teknik kontrast boyanmamış bölgesi örnekleri . Objektif lens tarafından toplanmayacak ve dolayısıyla görüntünün bir parçasını oluşturmayacak ışıkla numuneyi aydınlatarak çalışır. Bu, üzerinde parlak nesneler bulunan koyu, neredeyse siyah bir arka planın klasik görünümünü üretir.

Işığın yolu

Adımlar, tersine çevrilmiş bir mikroskobun kullanıldığı şekilde gösterilmiştir.

Karanlık alan mikroskobundan geçen ışık yolunu gösteren diyagram
  1. Işık , numunenin aydınlatılması için mikroskoba girer .
  2. Özel boyutlu bir disk, yama durdurucu (şekle bakın), ışık kaynağından bir miktar ışığı engelleyerek, bir dış aydınlatma halkası bırakır. Düşük büyütmede geniş bir faz halkası da makul şekilde ikame edilebilir.
  3. Kondenser mercek numunenin doğru ışığı odaklanır.
  4. Işık numuneye girer. Çoğu doğrudan iletilirken, bazıları numuneden saçılır.
  5. Dağınık ışık ederken, objektif merceği girer doğrudan iletilen ışık basitçe lensi özlüyor ve ödenecek için alınmaz direkt aydınlatma bloğu (şekle bakınız).
  6. Doğrudan iletilen ışık ihmal edilirken, yalnızca saçılan ışık görüntüyü oluşturmak için yanar.

Avantajlar ve dezavantajlar

Karanlık alan mikroskobu koyu arka plana sahip bir görüntü üretir

Karanlık alan mikroskobu, çok basit ama etkili bir tekniktir ve bir doku kültüründen veya tek hücreli, su kaynaklı, tek hücreli organizmalardan bulaşma gibi canlı ve boyanmamış biyolojik numuneleri içeren kullanımlar için çok uygundur . Kurulumun basitliği düşünüldüğünde bu teknikten elde edilen görüntülerin kalitesi etkileyicidir.

Karanlık alan mikroskobunun bir sınırlaması, son görüntüde görülen düşük ışık seviyeleridir. Bu, numunenin çok güçlü bir şekilde aydınlatılması gerektiği anlamına gelir, bu da numuneye zarar verebilir.

Karanlık alan mikroskopi teknikleri, neredeyse tamamen halo veya DIC ve faz kontrastlı görüntülemeye özgü kabartma tarzı eserler içermez. Bu, faz bilgisine duyarlılık pahasına gelir.

Karanlık alan görüntülerinin yorumlanması büyük bir dikkatle yapılmalıdır, çünkü parlak alan mikroskobu görüntülerinin ortak karanlık özellikleri görünmez olabilir ve bunun tersi de geçerlidir. Genel olarak karanlık alan görüntüsü , parlak alan görüntüsü ile ilişkili düşük uzamsal frekanslardan yoksundur , bu da görüntüyü alttaki yapının yüksek geçirilen bir versiyonu haline getirir.

Karanlık alan görüntüsü ilk önce parlak alan görüntüsünün bir negatifi gibi görünse de, her birinde farklı efektler görülebilir. Parlak alan mikroskobunda, özellikler, ya gelen ışık tarafından yüzeyde bir gölgenin döküldüğü ya da yüzeyin bir kısmının muhtemelen çukurların veya çiziklerin varlığıyla daha az yansıtıcı olduğu yerlerde görülebilir. Gölge oluşturamayacak kadar pürüzsüz olan yükseltilmiş özellikler parlak alan görüntülerinde görünmez, ancak özelliğin yanlarından yansıyan ışık karanlık alan görüntülerinde görünür olacaktır.

Bilgi işlemde kullanın

Karanlık alan mikroskobu, farenin cam yüzeyindeki mikroskobik kusurları ve tozu görüntüleyerek şeffaf cam üzerinde çalışmasını sağlamak için bilgisayar fare işaretleme cihazlarında son zamanlarda uygulanmıştır .

Hiperspektral görüntüleme ile birlikte karanlık alan mikroskobu

Hiperspektral görüntülemeye bağlandığında , karanlık alan mikroskobu , hücrelere gömülü nanomalzemelerin karakterizasyonu için güçlü bir araç haline gelir . Yakın tarihli bir yayında Patskovsky ve ark. CD44 + kanser hücrelerini hedefleyen altın nanopartiküllerin (AuNP'ler) bağlanmasını incelemek için bu tekniği kullandı .

Transmisyon elektron mikroskobu uygulamaları

Ana madde: transmisyon elektron mikroskobu
Nükleer yol çekirdeklerinin etrafındaki zayıf ışınlı gerilim DF'si

Transmisyon elektron mikroskobundaki karanlık alan çalışmaları, kristaller ve kristal kusurlarının çalışılmasında ve tek tek atomların görüntülenmesinde güçlü bir rol oynar.

Geleneksel karanlık alan görüntüleme

Kısaca, görüntüleme, olaydan ziyade kırılan bir ışın, objektif lens arka odak düzlemindeki küçük bir objektif açıklıktan geçene kadar olay aydınlatmasının eğilmesini içerir. Bu koşullar altında karanlık alan görüntüleri, bir kişinin tek bir kırınım düzlemi koleksiyonundan gelen kırınımlı yoğunluğu, numune üzerindeki yansıtılan konumun bir fonksiyonu ve numune eğiminin bir fonksiyonu olarak haritalandırmasına izin verir.

Tek kristalli örneklerde, Bragg koşulunun hemen dışına eğilmiş bir örneğin tek yansımalı karanlık alan görüntüleri, birinin, yalnızca mahallelerinde tek bir kafes düzlemi kümesini büken çıkıklar veya çökeltiler gibi kafes kusurlarını "aydınlatmasına" izin verir. . Bu tür görüntülerdeki yoğunlukların analizi daha sonra bu bükülme miktarını tahmin etmek için kullanılabilir. Öte yandan, polikristalin örneklerde, karanlık alan görüntüleri, yalnızca belirli bir yönde Bragg yansıtan kristal alt kümesini aydınlatmaya hizmet eder.

Zayıf ışın görüntüleme

İç ikizlerin dijital karanlık alan görüntüsü

Zayıf ışın görüntüleme, geleneksel karanlık alana benzer optikler içerir, ancak kırınımlı ışının kendisinden ziyade kırınımlı bir huzme harmoniği kullanır . Bu şekilde kusurların etrafındaki gergin bölgelerin çok daha yüksek çözünürlüğü elde edilebilir.

Düşük ve yüksek açılı dairesel karanlık alan görüntüleme

Halka şeklindeki karanlık alan görüntülemesi , elektronların, dağılmamış ışını içermeyen, ancak ortalanmış halka şeklinde bir açıklığa kırıldığı görüntülerin oluşturulmasını gerektirir. Taramalı transmisyon elektron mikroskobundaki büyük saçılma açıları için , buna bazen yüksek atom numaralı atomlardan artan saçılma nedeniyle Z- kontrastlı görüntüleme denir .

Dijital karanlık alan analizi

Bu, elektron mikroskobu kafes-saçaklı görüntüler gibi iyi tanımlanmış periyodikliklere sahip görüntüleri keşfetmek için doğrudan ve karşılıklı (Fourier dönüşümü) uzay arasında bir matematiksel tekniktir. Bir transmisyon elektron mikroskobunda analog karanlık alan görüntülemede olduğu gibi, ilgili periyodikliklerin bulunduğu görüş alanında bu nesnelerin "aydınlatılmasına" izin verir. Analog karanlık alan görüntülemeden farklı olarak, bir kişinin periyodikliklerin Fourier fazını haritalandırmasına ve dolayısıyla vektör kafes gerilimi hakkında niceliksel bilgi sağlayan faz gradyanlarına izin verebilir .

Ayrıca bakınız

Dipnotlar

Dış bağlantılar

Karanlık alan mikroskobu hakkında kütüphane kaynakları