Kāpēc mums ir nepieciešama konfokālā mikroskopija?
1. Pēc mūsu lielo priekšgājēju pūlēm un uzlabojumiem optiskais mikroskops ir sasniedzis perfektu līmeni. Faktiski parastie mikroskopi var sniegt mums skaistus mikroskopiskus attēlus vienkārši un ātri. Tomēr notika notikums, kas ienesa revolucionārus jauninājumus šajā gandrīz ideālajā mikroskopu pasaulē, kas bija "lāzerskenējošā konfokālā mikroskopa" izgudrojums. Šī jaunā tipa mikroskopa īpašība ir tāda, ka tajā ir izmantota optiskā sistēma, kas tikai iegūst attēla informāciju no virsmas, kurā ir koncentrēts fokuss. Mainot fokusu un atjaunojot iegūto informāciju attēlu atmiņā, tā var iegūt spilgtus attēlus ar pilnīgu 3D informācijas inteliģenci. Izmantojot šo metodi, var viegli iegūt informāciju par virsmas formu, ko nevar apstiprināt ar parastajiem mikroskopiem. Turklāt tipiskiem optiskajiem mikroskopiem "izšķirtspējas palielināšana" un "fokusa dziļuma palielināšana" ir pretrunīgi apstākļi, īpaši lielā palielinājumā. Tomēr konfokālajos mikroskopos šī problēma ir viegli atrisināma.
2. Konfokālo optisko sistēmu priekšrocības
Konfokālā optiskā sistēma tiek izmantota parauga punktveida apgaismojumam, un atstarotā gaisma tiek uztverta arī ar punktveida sensoru. Kad paraugs ir novietots fokusa pozīcijā, gandrīz visa atstarotā gaisma var sasniegt sensoru. Kad paraugs novirzās no fokusa punkta, atstarotā gaisma nevar sasniegt sensoru. Proti, konfokālā optiskā sistēmā tiks izvadīts tikai attēls, kas sakrīt ar fokusu, un plankums un bezjēdzīgā izkliedētā gaisma tiks ekranēti.
Kāpēc izmantot lāzeru?
Konfokālās optiskās sistēmās paraugam tiek pielietots punktveida apgaismojums, un atstaroto gaismu uztver arī punktveida sensors. Tāpēc ir kļuvuši nepieciešami punktveida gaismas avoti. Lāzers ir ļoti punktveida gaismas avots. Vairumā gadījumu konfokālās mikroskopijas gaismas avots ir lāzers. Turklāt lāzeru vienkrāsainība, virziens un lieliskā staru kūļa forma ir arī svarīgi iemesli to plašajai ieviešanai.
4. Kļūst iespējama novērošana reāllaikā, pamatojoties uz ātrgaitas skenēšanu
Lāzerskenēšanā tiek izmantots akustiskais optiskais reflektors (AO) horizontālā virzienā un servogalvano spogulis vertikālā virzienā. Tā kā audio optiskās novirzes blokā nav mehānisku vibrāciju, ir iespējams veikt ātrgaitas skenēšanu un novērot reāllaikā uzraudzības ekrānā. Šāda veida kameru lielais ātrums ir ļoti svarīgs faktors, kas tieši ietekmē fokusēšanas un pozīcijas iegūšanas ātrumu.
5. Attiecība starp fokusa pozīciju un spilgtumu
Konfokālā optiskā sistēmā, kad paraugs ir pareizi novietots fokusa pozīcijā, spilgtums ir augsts, un spilgtums strauji samazinās pirms un pēc tā (nepārtraukta līnija 4. attēlā). Šīs fokusa plaknes jutīgā selektivitāte ir tieši princips, kas nosaka augstuma virzienu un fokusa dziļuma paplašināšanos konfokālajā mikroskopijā. Salīdzinot ar to, tipiskie optiskie mikroskopi neuzrāda būtiskas spilgtuma izmaiņas pirms un pēc fokusa stāvokļa (punktēta līnija 4. attēlā).
6. Augsts kontrasts un izšķirtspēja
Tipisks optiskais mikroskops traucējumu dēļ, ko rada atstarotā gaisma, kas novirzās no fokusa punkta, pārklājas ar fokusa attēlveidošanas daļu, kā rezultātā samazinās attēla kontrasts. Turpretim konfokālajās optiskajās sistēmās izkliedētā gaisma ārpus fokusa un izkliedētā gaisma objektīva iekšpusē tiek gandrīz pilnībā noņemta, tādējādi iegūstot attēlus ar ļoti augstu kontrastu. Turklāt, pateicoties tam, ka gaisma divas reizes iziet cauri objektīva lēcai, punktveida attēls vispirms kļūst asāks, kas arī uzlabo mikroskopa izšķirtspēju.
