Kính hiển vi huỳnh quang

Kính hiển vi huỳnh quang (Fluorescence microscope) là một kỹ thuật hiển vi quang học, trong đó sử dụng hiệu ứng phát huỳnh quang của vật mẫu để tạo ra hình ảnh, để nghiên cứu cấu trúc và tính chất các mẫu vật hữu cơ hay vô cơ (đặc biệt là các mẫu sinh học).^[1] Khái niệm "hiển vi huỳnh quang" cũng bao gồm các kỹ thuật hiển vi khai thác hiệu ứng phát huỳnh quang để tạo ảnh, ví dụ như kính hiển vi đồng tiêu,..^[2]

Nguyên lý hoạt động

Nguyên lý hoạt động của thiết bị hiển vi huỳnh quang.

Kính hiển vi huỳnh quang là thiết bị tạo ảnh từ hiệu ứng phát huỳnh quang của vật mẫu. Nó bao gồm một nguồn sáng mạnh phát ánh sáng trắng đóng vai trò một nguồn kích thích huỳnh quang. Ánh sáng từ nguồn sáng trắng sau khi qua hệ quang học trực chuẩn (để tạo chùm tia song song) sẽ đi qua một bộ lọc sắc (excitation filter) cho phép lọc ra một chùm tia đơn sắc được sử dụng làm ánh sáng kích thích huỳnh quang. Bộ lọc sắc này có thể thay đổi để tùy chọn màu sắc của ánh sáng kích thích.^[3]

Ánh sáng kích tiếp đó sẽ đi tới một gương lưỡng hướng sắc (dichroic mirror) và phản xạ trên gương này để đi qua hệ vật kính nhằm tạo ra chùm tia hội tụ kích thích vật mẫu. Ánh sáng kích thích mẫu vật và tạo ra sự phát huỳnh quang từ mẫu vật - bước sóng huỳnh quang sẽ dài hơn bước sóng ánh sáng kích thích. Ánh sáng phát huỳnh quang từ mẫu sẽ được thu lại qua vật kính và đi tới gương lưỡng hướng sắc. Gương này là một thiết bị quang học có tính lọc lựa, nó cho phép ánh sáng với một số bước sóng nhất định truyền qua, trong khi các bước sóng khác sẽ bị phản xạ. Trong trường hợp này, ánh sáng bước sóng ngắn kích thích sẽ bị phản xạ, còn ánh sáng phát huỳnh quang từ vật mẫu (với bước sóng dài hơn) sẽ truyền qua gương này để tạo thành ảnh qua thị kính hay trên camera ghi ảnh.^[4]

Ảnh tạo ra sẽ là ảnh từ các ánh sáng huỳnh quang, vì thế sẽ có màu sắc ở dải bước sóng dài hơn so với ánh sáng kích thích ban đầu.

Nguồn sáng

Để có thể tạo ra sự phát huỳnh quang ở mẫu vật, nguồn sáng cần thỏa mãn một số yêu cầu nhất định. Đó là cần có cường độ mạnh và ánh sáng gần đạt mức đơn sắc. Nếu phát ra ánh sáng trắng, một bộ lọc sắc (excitation filter) thường được sử dụng để tạo ra ánh sáng đơn sắc. Đèn phát quang sử dụng hơi thủy ngân hoặc Xenon là hai trong nguồn phát sáng truyền thống được yêu thích vì khả năng phát sánh mạnh với dải phát sáng từ vùng tử ngoại.^[5] Gần đây, các đèn phát quang sử dụng các LED với công suất lớn đang dần thay thế các đèn truyền thống do khả năng điều khiển sáng nhanh và tuổi thọ cao hơn so với nguồn sáng truyền thống.

Yêu cầu mẫu vật

Để có thể tạo ảnh hiển vi huỳnh quang, mẫu vật cần phải là mẫu có khả năng phát huỳnh quang. Một số mẫu tế bào thực vật có khả năng phát huỳnh quang tự nhiên và do đó không cần nhuộm. Tuy nhiên, có rất nhiều mẫu vật không có khả năng phát quang tự nhiên, và khi đó mẫu cần phải nhuộm với một số chất nhuộm huỳnh quang. Các chất này sẽ bao phủ các cấu trúc tế vi của mẫu và phát ra ánh sáng huỳnh quang khi được kích thích và tạo ra ảnh huỳnh quang.^[6]

Hình ảnh từ kính hiển vi huỳnh quang

• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 

Xem thêm

• Kính hiển vi quang học
• Kính hiển vi đồng tiêu

Liên kết ngoài

• Fluorescence microscope
• What is fluorescent microscopy?

Tham khảo

1. Sanderson, Michael J. (2014). “Fluorescence Microscopy”. Cold Spring Habor Protocols. 10: 071795. doi:10.1101/pdb.top071795.
2. Nwaneshiudu, Adaobi (2012). “Introduction to Confocal Microscopy” (PDF). Research Techniques made simple.
3. Evident. “Fluorescence Filter Spectral Transmission Profiles”. Evident Olympus. Truy cập ngày 26 tháng 10 năm 2022.
4. Wymke Ockenga (27 tháng 4 năm 2011). “Fluorescence in Microscopy”. Leica Microsystem.
5. Aswani, Kavita (2012). “Fluorescence Microscopy Light Sources”. Microscopy Today. 20: 22–28.
6. Kenneth R. Spring, Michael W. Davidson. “Introduction to Fluorescence Microscopy”. Truy cập ngày 27 tháng 10 năm 2022.