แนวโน้มการพัฒนากล้องจุลทรรศน์คอนโฟคอล
เพื่อให้ได้ผลการสังเกตที่ดีขึ้นในระดับเทคนิค กล้องจุลทรรศน์แบบคอนโฟคอลมุ่งเน้นไปที่การปรับปรุงระดับทางเทคนิคจากแง่มุมของการปรับปรุงความละเอียด ลดความเป็นพิษต่อแสง เพิ่มความเร็วในการสแกน การสังเกตตัวอย่างหนา และการสังเกตในร่างกาย ในปัจจุบัน Z มีประสิทธิภาพ สิ่งที่สนับสนุน Zda สำหรับเทคโนโลยีกล้องจุลทรรศน์คอนโฟคอลคือกล้องจุลทรรศน์ความละเอียดสูงพิเศษ ซึ่งทะลุขีดจำกัดของแสงและช่วยให้นักวิจัยได้รับโครงสร้างเซลล์ที่ละเอียดขึ้น ซึ่งเอื้อต่อความเข้าใจที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นของนักวิจัยเกี่ยวกับกิจกรรมของชีวิต การวิจัยครั้งต่อไปของเทคโนโลยีกล้องจุลทรรศน์คอนโฟคอลควรมุ่งเน้นไปที่ประเด็นต่อไปนี้:
1. ความเร็วในการสแกนที่เร็วขึ้น
ในปัจจุบัน ความเร็วในการสแกนแบบคอนโฟคอลถูกจำกัดโดยโครงสร้างเชิงกลของอุปกรณ์สแกน และสามารถเสียสละความละเอียดเพื่อให้ได้ความเร็วการสแกนที่เร็วขึ้นเท่านั้น กระบวนการทางชีวภาพหลายอย่างรวดเร็วจนตรวจไม่พบ
2. เทคโนโลยีความละเอียดสูงพิเศษที่สมบูรณ์แบบยิ่งขึ้น
ในปัจจุบัน เทคโนโลยีความละเอียดสูงพิเศษ ได้แก่ STORM, PALM, STED และ SSIM โดยมีความละเอียดตั้งแต่ 20 ถึง 200 นาโนเมตร แต่แต่ละเทคโนโลยีก็มีข้อบกพร่องบางประการ เช่น การประมวลผลตัวอย่าง ทิศทางแกน Z ความเป็นพิษต่อแสง เป็นต้น ไม่เกือบจะสมบูรณ์แบบ และมักจะยากที่จะบรรลุความละเอียดที่จำกัดในการสังเกตจริง
3. ความเข้ากันได้ที่แข็งแกร่งยิ่งขึ้น
เทคโนโลยีกล้องจุลทรรศน์คอนโฟคอลเกี่ยวข้องกับวิธีการกระตุ้นที่หลากหลาย เช่น การสังเกตแบบมัลติโฟตอนและแผ่นแสงที่กล่าวถึงข้างต้น และการกระเจิงแบบต้านสโตกส์รามานที่สอดคล้องกันสามารถใช้ชุดของระบบเลเซอร์ร่วมกันในทางทฤษฎี กล้องจุลทรรศน์ความละเอียดสูงสามารถจับคู่กับเทคโนโลยีเลเซอร์สีขาวได้ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากปัญหาด้านสิทธิบัตรของบริษัทต่างๆ จึงยังมีช่องว่างสำหรับการปรับปรุงในแง่ของความสมบูรณ์และความเข้ากันได้ และอุปกรณ์ปัจจุบันไม่สามารถให้ประโยชน์ทางเทคนิคของแอปพลิเคชันได้เต็มที่
หลักการของกล้องจุลทรรศน์คอนโฟคอล
กล้องจุลทรรศน์คอนโฟคอลประกอบด้วยสี่ส่วน: ระบบออปติคัลของกล้องจุลทรรศน์ แหล่งกำเนิดแสงเลเซอร์ สแกนเนอร์ และระบบตรวจจับและประมวลผล ใช้เลเซอร์ที่มีการเชื่อมโยงกันดีเป็นแหล่งกำเนิดแสง ใช้หลักการโฟกัสแบบคอนจูเกตและอุปกรณ์บนพื้นฐานของกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงแบบดั้งเดิม และใช้ชุดการสังเกต การวิเคราะห์ และระบบเอาต์พุตของคอมพิวเตอร์สำหรับการประมวลผลภาพ
ลำแสงสแกนเลเซอร์ผ่านรูเข็มของตะแกรงเพื่อสร้างแหล่งกำเนิดแสงแบบจุด ซึ่งจะสะท้อนไปยังเลนส์ใกล้วัตถุผ่านตัวแยกลำแสง โฟกัสไปที่ชิ้นงานแล้วสแกน หลังจากตื่นเต้นกับตัวอย่างแล้ว สารเรืองแสงที่ปล่อยออกมาจะกลับไปที่สเปกโตรสโคปและรวบรวมไว้ที่รูเข็มตรวจจับ จากนั้นหลอดโฟโตมัลติพลายเออร์จะถูกแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้าและส่งไปยังคอมพิวเตอร์เพื่อแสดงภาพระนาบโฟกัสที่ชัดเจน แสงกระตุ้นจะโฟกัสที่ตัวอย่างผ่านรูเข็มของตะแกรง และแสงเรืองแสงจะโฟกัสที่รูเข็มผ่านเลนส์ใกล้วัตถุ กระบวนการนี้ทำให้เกิดการโฟกัสสองแบบ จึงเรียกว่ากล้องจุลทรรศน์คอนโฟคอล
ตัวอย่างทางชีวภาพทั่วไปมีโครงสร้างที่ซับซ้อนและมีความหนาบาง เมื่อสังเกตด้วยกล้องจุลทรรศน์เรืองแสงธรรมดา การเรืองแสงที่ปล่อยออกมาจากตัวอย่างจะทับซ้อนกัน และความละเอียดของภาพจะลดลงอย่างมาก
การสร้างภาพแบบคอนโฟคอลของกล้องจุลทรรศน์แบบคอนโฟคอลสามารถยับยั้งแสงเล็ดลอดและแสงที่ไม่ได้วัดภายนอกระนาบโฟกัสไม่ให้เข้าสู่เครื่องตรวจจับได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้ได้ภาพระนาบโฟกัสเดียว และปรับปรุงความละเอียดอย่างมาก เมื่อสเตจเคลื่อนที่อย่างสม่ำเสมอในแนวนอน จะสามารถสร้างภาพชั้นเดียวที่ชัดเจน และในแนวตั้ง จะสามารถรับรู้การสแกนทีละชั้นของตัวอย่างที่ระดับความลึกต่างๆ กัน และได้รับโครงสร้างสามมิติ ของตัวอย่างหลังการสร้างใหม่แบบสามมิติ ซึ่งเรียกว่า "ออปติคอล CT" ตัวอย่างถูกระบุด้วยหลอดฟลูออเรสเซนต์ จากนั้นสังเกตด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบคอนโฟคอล ไม่เพียงแต่สามารถสังเกตเซลล์และโครงสร้างเนื้อเยื่อคงที่ต่างๆ เท่านั้น แต่ยังสามารถสังเกตและวัดสัณฐานวิทยา โครงสร้าง และอิออนของเซลล์ที่มีชีวิตในเชิงคุณภาพและเชิงปริมาณอย่างสม่ำเสมอ
