Medical knowledge | Biophysics » Vereb György - Geometriai optika, mikroszkópia

Please log in to read this in our online viewer!

Vereb György - Geometriai optika, mikroszkópia

Please log in to read this in our online viewer!


 2004 · 46 page(s)  (3 MB)    Hungarian    74    October 20 2009  
    
Addition of scores temporarily disabled due to maintenance. Please check back in one or two days!

Content extract

Geometriai optika, mikroszkópia Transzmissziós mikroszkópia Fluoreszcenciás mikroszkópia Lézerpásztázó /konfokális/ mikroszkópia (Speciális és nagyfeloldású mikroszkópiák) Vereb György – Mikroszkópia, 2004 Melyik az igazi? Vereb György – Mikroszkópia, 2004 A GEOMETRIAI OPTIKA ALAPJAI Snellius - Descartes nab sin i = sin r Vereb György – Mikroszkópia, 2004 Vékony gyujtolencsék képalkotása 1 1 1 = + f k t 1 D (dioptria) = f 1 = ( n − 1) f 1 1  +   R R  1 2 Vereb György – Mikroszkópia, 2004 Vastag gyujtolencsék képalkotása 1 = ( n − 1) f  1 1  ( n − 1) 2 d R + R  + n R1 R2  1 2  Vereb György – Mikroszkópia, 2004 LENCSEHIBÁK • Monokromatikus Aberrációk – – – – – Gömbi eltérés (szférikus aberráció) Kóma (üstökös hiba) Asztigmatizmus Képmezogörbület Torzítás • Kromatikus Aberráció – Longitudinális kromatikus aberráció – Laterális

kromatikus aberrációk Vereb György – Mikroszkópia, 2004 Gömbi eltérés •Tengellyel párhuzamos fénysugarak •Minél távolabb van a sugár a tengelytol, annál közelebb esik a képe a lencséhez Vereb György – Mikroszkópia, 2004 Kóma •Az objektum távol van az optikai tengelytol •A sugárnyaláb nyílása nagy •A pont képe üstökös-csóvára hasonlít Vereb György – Mikroszkópia, 2004 Kóma Vereb György – Mikroszkópia, 2004 Asztigmatizmus •A szimmetrikus objektum távol van az optikai tengelytol •A fénysugarak nyílásszöge kicsi •A tárgy képe – az ernyo helyétol függoen – tangenciálisan vagy szaggitálisan megnyúlik •Ha a gömbi lencse vertikális és függoleges fókusztávolsága nem azonos, az optikai tengellyel párhuzamos sugárnyaláb esetén is asztigmatizmus jön létre. Általános esete, mikor a legrövidebb és leghosszabb fókuszú tengely tetszoleges, de nem 0 fokos szöget zár be. Vereb György

– Mikroszkópia, 2004 Asztigmatizmus Vereb György – Mikroszkópia, 2004 Képmezogörbület •Az asztigmatizmussal összefüggo jelenség •Nagyobb méretu sík tárgy kép nem sík, hanem görbe felület mentén keletkezik •Minél távolabb van a tárgypont a tengelytol, annál távolabb esik a képe az ideális (Gauss-féle) képsíktól Vereb György – Mikroszkópia, 2004 Torzítás •Nem a kép élességére vonatkozó hiba •A nagyítás nem azonos a széleken és középen Vereb György – Mikroszkópia, 2004 Kromatikus aberráció diszperzió •A fénysugár elhajlik •A fénytörés hullámhossz függo •A vörös fény hajlik el legkevésbé, az ultraibolya a legjobban •A fehér fényt alkotó színek elválnak (diszperzió) Vereb György – Mikroszkópia, 2004 Longitudinális kromatikus aberráció Longitudinális színkép Vereb György – Mikroszkópia, 2004 Laterális kromatikus aberráció Vereb György –

Mikroszkópia, 2004 Képalkotás a hagyományos fénymikroszkópban összetett mikroszkóp objektív és okulár nagyított, fordított, látszólagos kép F1 2F1 F2 2F1 Nagyítás: az egyes optikák nagyításának szorzata Ni= K / T = k / t Felbontás határa: d=0.61 λ / NA (NA=n sinφ) Vereb György – Mikroszkópia, 2004 Képalkotási módok I. Teljes látótér Megvilágítás: teljes látótér (Köhler optika) Detektálás: szemmel, fényképezogéppel, elektronikus kamerával II. Pásztázó Megvilágítás: pontszeru (lézer fényforrás) Detektálás: nincs tekintettel a beérkezo foton pontos lokalizációjára a detektor felszínén pl. Fotoelektron sokszorozó (PMT) lavina fotodióda (APD) Pásztázás: tárgyasztal lézer (mozgó tükör) Vereb György – Mikroszkópia, 2004 Képrögzítés a hagyományos fénymikroszkópban F1 2F1 F2 2F1 Film CCD kamera chip Variációk kontraszt fokozására: sötét látóteres fáziskontraszt polarizációs

Vereb György – Mikroszkópia, 2004 A fluoreszcencia alkalmazása a mikroszkópban kontrasztfokozó hatás •Sötét háttérrel szemben minden foton 100%-os intenzitásnövekedést jelent •A fluoreszcens jelzést tetszoleges megfigyelendo sejtalkotóhoz vagy molekulához kapcsolhatjuk •A legtöbb fluoreszcens jelzés a sejtek számára csekély károsodást jelent, a sejtmuködéssel összeegyeztetheto Vereb György – Mikroszkópia, 2004 Molekulák in situ detektálása fluoreszcenciával Jelölt antitest, Fab, ScFv (intracelluláris epitóp esetén permeabilizálás) Jelölt molekula vagy antitest mikroinjektálása GFP-fúziós fehérje Vereb György – Mikroszkópia, 2004 A fluoreszcenciás mikroszkóp felépítése megfigyelo szemlencse (okulár) emissziós szuro gerjesztési szuro lámpa dikroikus tükör tárgylencse (objektív) kondenzor lencse minta Vereb György – Mikroszkópia, 2004 LP SZUROK: Dikroikus Sáv (BP = bandpass) Hosszú

átereszto (LP=longpass) Rövid átereszto (SP=shortpass) BP Vereb György – Mikroszkópia, 2004 GAP JUNCTION KOMMUNIKÁCIÓ A172 GLIOBLASZTÓMÁBAN Töltés: karcolás szikével Jelzo anyag: 1 mg/ml Lucifer Yellow Vereb György – Mikroszkópia, 2004 Kalcium tranziens A172 glioblasztómában FURA-2 fluoreszcens kalcium indikátorral mérve Magas [Ca2+]i Alacsony [Ca2+]i Vereb György – Mikroszkópia, 2004 F340 / F380 *100 90 PDGF 80 ng/ml 50 0 200 400 Ido (s) 600 800 Vereb György – Mikroszkópia, 2004 PÁSZTÁZÁS PMT x y Vereb György – Mikroszkópia, 2004 A konfokális elv PMT x y Pinhole = tuszúrásnyi lyuk Feloldás: konfokális térfogatelem mérete Megszabja: pinhole, NA (,PSF =point spread function) Vereb György – Mikroszkópia, 2004 Konfokális képek (0.6 µm) konvencionális fluoreszcens kép Vereb György – Mikroszkópia, 2004 Az LSM 510 felépítése száloptika kollimátorok szurok Okulár Tubus lencse

Monitor dióda Pásztázó egység Pinhole optika AOTF x y Hg lámpa PH LSM pásztázó fej HeNe Laser Mikroszkóp Axiovert 200 HeNe Laser PMT 1 Minta Ar-/ArKr Laser PMT 2 Objektív META Spectral PMT Vagy PMT4 PMT 3 szurováltó Lézer modul Lézer modul UV tartomány Látható (VIS) Ar vagy Ti-Sa tartomány 488/514, 543, 633 PH = pinhole AOTF = akuszto optikai hangolható szuro Vereb György – Mikroszkópia, 2004 Az LSM 510 Axiovert 200M-en Vereb György – Mikroszkópia, 2004 Cy3 – α-MHCI Cy5 – α-Tac Vereb György – Mikroszkópia, 2004 Vereb György – Mikroszkópia, 2004 Vereb György – Mikroszkópia, 2004 Vereb György – Mikroszkópia, 2004 Fluoreszcencia korrelációs spektroszkópia (FCS) Fluoreszcencia ingadozás 0,3 µm F (t ) t Femtoliteres (konfokális) térfogat 1,5 µm G (τ ) Autokorrelációs függvény G(τ ) = δF ( t ) ⋅ δF ( t + τ ) F 2 δF ( t ) = F ( t ) − F τ 1 1 1 G(τ ) = ⋅ τ ⋅ N

1 + τ D 1+ S 2τ⋅τ G(0) = 1 N D Vereb György – Mikroszkópia, 2004 2 Foton mikroszkópia • A 2 foton egyideju elnyelése a 2 foton együttes energiájával történo gerjesztést eredményezheti • pl. két 750 nm-es vörös foton elnyelése egy 375 nm-es UV foton elnyeléséhez hasonló hatást vált ki Feltételek • p(2 foton abs együtt) = p(foton abs) * p(foton abs) • /független események/ • p(foton abs) ~ Fluxus • Nagy energia suruségu laser gerjesztés (impulzus jobb) Vereb György – Mikroszkópia, 2004 2 lis diá Ra 0 ág ols táv m) (µ -2 0 lság o v á t s i l á i -3 Ax Energia ^ 2 Energia 3 ) m (µ Vereb György – Mikroszkópia, 2004 Sugárosztó Ti-Zafír fs lézer AOM X/Y Argon ion lézer Synthesizer A blende PM T AMP Synthesizer B 10 MHz Szinkronjel generátor minta PMT Computer Z mozgató Vereb György – Mikroszkópia, 2004 Vereb György – Mikroszkópia, 2004 TPLSM Kromoszóma Pollenszem Stefan W.

Hell felvételei Vereb György – Mikroszkópia, 2004 4 π konfokális mikroszkópia d=0.61 λ / NA NA növelése javítja a feloldóképességet, csökken a megfigyelt térfogatelem Detektor Minta Vereb György – Mikroszkópia, 2004 4 π konfokális mikroszkópia A térfogatelem alakulása Konfokális 4pi Konfokális Vereb György – Mikroszkópia, 2004 Aktin filamentumok konfokális és dekonvolvált 4 pi konfokális képen Stefan W. Hell felvételei Vereb György – Mikroszkópia, 2004 Konfokális θ (theta) mikroszkópia Megvilágított térfogatelem Detektált térfogatelem Vereb György – Mikroszkópia, 2004 Hogyan lesz a konfokális térfogatelembol kisebb a Teta mikroszkópiában? Vereb György – Mikroszkópia, 2004