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熒光濾光片的工作原理及選型
2022-07-20
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一、什么是熒光團(tuán)
熒光團(tuán)是一種熒光染料,可作為蛋白質(zhì)、組織和細(xì)胞標(biāo)記的熒光標(biāo)記物,以供熒光顯微鏡進(jìn)行檢測(cè)。熒光團(tuán)的運(yùn)作方式是吸收特定波長(zhǎng)區(qū)域(又稱為激發(fā)能量范圍)的能量,然后在其他特定波長(zhǎng)區(qū)域(又稱為發(fā)射能量范圍)內(nèi)重新發(fā)射該能量。

二、熒光濾光片的工作原理

一般來(lái)說,熒光團(tuán)會(huì)被高頻率的照明(紫外、紫色或藍(lán)色光譜區(qū)域內(nèi)的波長(zhǎng))激發(fā)或吸收能量,然后會(huì)在頻率較低的照明(綠色、紅色或近紅外光譜區(qū)域內(nèi)的波長(zhǎng))中發(fā)射該能量。每種熒光團(tuán)都具備了能夠高效吸收能量的波長(zhǎng),又稱為峰值激發(fā)波長(zhǎng)λ (nm),以及能夠?qū)⑺盏降淖疃嗄芰恐匦掳l(fā)射的對(duì)應(yīng)波長(zhǎng),又稱為峰值發(fā)射波長(zhǎng)λ (nm)。選擇單獨(dú)光學(xué)濾光片以及最大透射的波長(zhǎng)將能夠確保您獲得清晰度最高的熒光圖像。

應(yīng)用熒光濾光片可明顯提高圖像的清晰度。通帶的高透射率能夠保證成像亮度,而高截止率能確保將不需要的光信號(hào)濾除在外。提高圖像的對(duì)比度。

三、熒光濾光片組件及各自的作用

熒光濾光片:激發(fā)濾光片

激發(fā)濾光片是放置于熒光顯微鏡的照明路徑內(nèi)。其目的是用于過濾光源中的所有波長(zhǎng),除了受檢測(cè)熒光團(tuán)的激發(fā)能量范圍。濾光片的最小透射(%)是決定圖像亮度和清晰度的關(guān)鍵。對(duì)于任何激發(fā)濾光片,建議使用的最小透射為40%,最理想的透射為>85%。激發(fā)濾光片的帶寬應(yīng)完全出現(xiàn)在熒光團(tuán)的激發(fā)能量范圍內(nèi),而最理想的濾光片的中心波長(zhǎng)(CWL)應(yīng)盡可能與受檢測(cè)的熒光團(tuán)的峰值激發(fā)波長(zhǎng)的長(zhǎng)度相近。由于光密度(OD)是決定濾光片如何截止帶寬中波長(zhǎng)的衡量標(biāo)準(zhǔn),因此激發(fā)濾光片的光密度是圖像背景暗度的關(guān)鍵。建議使用的最小光密度為3.0,最理想的光密度為6.0。具備最理想的中心波長(zhǎng)、最小透射(%)以及光密度的光學(xué)濾光片能夠提供清晰度最高的圖像,而濾光片的最深截止則能夠確保檢測(cè)到最微弱的發(fā)射信號(hào)。

熒光濾光片:發(fā)射濾光片


發(fā)射濾光片是放置于熒光顯微鏡的成像路徑內(nèi)。其目的是用于過濾受檢測(cè)熒光團(tuán)的整個(gè)激發(fā)能量范圍,以及透射該熒光團(tuán)的發(fā)射能量范圍。對(duì)于發(fā)射濾光片,我們所建議的最小透射、帶寬、光密度以及中心波長(zhǎng)均與激發(fā)濾光片相同。同樣的,具備最理想的中心波長(zhǎng)、最小透射(%)以及光密度的發(fā)射濾光片能夠提供清晰度最高的圖像,而濾光片的最深截止則能夠確保檢測(cè)到最微弱的發(fā)射信號(hào)。

熒光濾光片:二向色性濾光片或分光器

二向色性濾光片或分光器是以45°角放置于激發(fā)濾光片與發(fā)射濾光片之間。其目的是用于將激發(fā)信號(hào)反射至受檢測(cè)的熒光團(tuán),然后將發(fā)射信號(hào)透射至檢測(cè)設(shè)備。最理想的二向色性濾光片或分光器應(yīng)能夠在最大反射率和最大透射率之間迅速過渡,激發(fā)濾光片帶寬的最理想反射率為>95%,而發(fā)射濾光片帶寬的最理想透射率為>90%。選擇濾光片時(shí),應(yīng)該將熒光團(tuán)的相交波長(zhǎng)(λ)考慮在內(nèi),以確保獲得最低雜散光和最高信噪比的熒光圖像。