Принципы микроскопии сверхвысокого разрешения

Микроскопия - изучение объектов с использованием микроскопа. Подразделяется на несколько видов: оптическая микроскопия, электронная микроскопия, многофотонная микроскопия, рентгеновская микроскопия или рентгеновская лазерная микроскопия, отличающиеся использованием электромагнитных лучей с возможностью рассмотрения и получения изображений микроэлементов вещества в зависимости от разрешающей способности приборов (микроскопов).

Микроскопия сверхвысокого разрешения является одним из выдающихся этапов развития в области получения микроизображений биообъектов со времен изобретения микроскопа. Микроскопия сверхвысокого разрешения значительно расширила границы возможностей микроскопии изображений клеток. Недавно были разработаны микроскопы сверхвысокого разрешения, превышающий традиционный дифракционный предел в два раза и система микроскопии сверхвысокого разрешения, на порядок превосходящая традиционные дифракционные пределы и позволяющая получать трехмерные изображения.

В электронной микроскопии для построения изображения вместо световых лучей используется пучок электронов. Это позволяет увеличить разрешающую способность электронного микроскопа по сравнению со световым в несколько тысяч раз.

Лазерная рентгеновская микроскопи́я — разновидность рентгеноструктурного анализа, основанного на дифракции рентгеновских лучей на исследуемом объекте. В отличие от традиционного рентгеноструктурного анализа, исследуется одиночные молекулы и их сочетания.

принцип действия люминесцентных микроскопов основывается на свойствах флюоресцентного излучения. Микроскопы используются для исследования прозрачных и непрозрачных объектов. Люминесцентное излучение, по-разному отражается различными поверхностями и материалами, что и позволяет успешно применять его для проведения иммунохимических, иммунологических, иммуноморфологических и иммуногенетических исследований.

Измерительные микроскопы служат для точного измерения угловых и линейных размеров объектов. Используются в лабораторной практике, в технике и машиностроении.

Сканирующий зондовый микроскоп — микроскоп для получения изображения поверхности и её локальных характеристик. Процесс построения изображения основан на сканировании поверхности зондом. В общем случае позволяет получить трехмерное изображение поверхности (топографию) с высоким разрешением.

Микроскоп нового типа: придуманная учеными методика получила название iPALM (interferometric photoactivated localization microscopy, интерферометрическая светочувствительная локализационная микроскопия. Суть метода PALM состоит в том, что введенные в клетку флуоресцентные метки активируются (и деактивируются) постепенно, с помощью световых импульсов: на каждом из снимаемых изображений «включается» лишь малая их часть. При объединении нескольких тысяч таких изображений создается цельная иллюстрация всей исследуемой структуры, на которой отдельно отмечен каждый флуоресцентный белок. В результате ученые получают гораздо более четкую картину, чем в случае применения методов традиционной флуоресцентной микроскопии. (разработка 2009 г, мое примечание;))

Гелиево-ионный микроскоп - абсолютно новый прорыв в микроскопии. Благодоря уникальным физическим параметрам гелиево-ионного пучка, способен обеспечивать такими характеристиками: ангстремное разрешение, глубина резкости, материальный контраст, какие до сих пор невозможно было получить при помощи традиционных инструментов микроскопии.

Секрет сверхвысокого разрешения гелиево-ионного микроскопа заключается в уникальной технологии формирования ионного зонда и физике его взаимодействия с поверхностью образца. Формируемый источником гелиевый зонд имеет диаметр всего 0,24 нм, что, фактически, эквивалентно диаметру атома гелия. Вторым преимуществом использования гелиевых ионов, в сравнении с электронами, является меньшая длина волны. В результате чего, уменьшаются дифракционные эффекты.

При взаимодействии гелиево-ионного пучка с образцом, фактически, отсутствуют эффекты обратного рассеивания, ограничивающие разрешение в электронной микроскопии. Как результат, получаемое изображение имеет высочайшую чёткость и детализацию.