20 oktober 2011
De complete bouw van een aangepaste, real-time confocale scanning imaging-systeem is beschreven. Dit systeem, dat gemakkelijk kan worden gebruikt voor video-rate microscopie en microendoscopy, zorgt voor een scala aan imaging-geometrieën en toepassingen die niet toegankelijk zijn met behulp van standaard commerciële confocale systemen, tegen een fractie van de kosten.
Deze video toont hoe je een video rate scanning confocale microscoop kunt bouwen met standaard componenten die je in de winkel kunt kopen. Een scannende confocale microscoop werkt door het gecoördineerde bewegen van twee scanspiegels om het licht te vertalen over het rastervlak. Het licht van de eerste spiegel wordt horizontaal gescand over de eerste set van relaislenzen, die het terug focussen op een stationair punt op de tweede scanspiegel. Dezelfde scanbeweging wordt vervolgens door de scan- en buislenzen verplaatst, waardoor de nu uitgebreide lichtbundel op de achterste opening van de objectieflens komt te liggen.
De tweede spiegel, waarvan de beweging langzamer is dan de eerste spiegel, scant gelijktijdig de Y-as en maakt scanactie boven en onder het geïllustreerde vlak mogelijk, waardoor een rechthoekig raster op het monstersoppervlak ontstaat. Het grootste voordeel van dit protocol boven het kopen van een commercieel verkrijgbare microscoop is de lage kosten en de mogelijkheid om het instrument aan te passen aan de specifieke behoeften van een beeldproject. Bij het werken met elke laser is het van vitaal belang om passende veiligheidsmaatregelen te nemen om oogletsel te voorkomen.
Zorg ervoor dat je altijd de juiste laserveiligheidsbril draagt wanneer dat mogelijk is. Toeschouwers en/of onderzoekers die niet actief aan het uitlijnen of werken met de straal zijn, moeten altijd een bril dragen. Verwijder alle glanzende en reflecterende horloges of sieraden.
Het belangrijkste is om ervoor te zorgen dat je de straal altijd volgt en controleert door zijn pad te beëindigen met behulp van een straalblok of een gemonteerde visitekaartje. Dit is vooral belangrijk bij het uitlijnen van spiegels, omdat de baan van de straal moeilijk te voorspellen kan zijn. Zorg er ook voor dat je je ogen nooit op hetzelfde niveau brengt als het straalpad.
Schakel de laser uit als je het vlak van de straal moet oversteken voordat je de microscoop monteert. Zorg ervoor dat alle apparatuur die nodig is voor de constructie beschikbaar is, inclusief het optische snedebord en 90-graads beugels, alle spiegels, lenzen en dichroiek, samen met de juiste klemmen en montagehardware, beide scanspiegels en de fotodetector. Het is ook handig om een functiegenerator bij de hand te hebben om de scanactie te testen en de spiegels tijdens het uitlijnen te manipuleren.
Het is ook ten zeerste aanbevolen om het snedebord vast te schroeven voor stabiliteit. Begin met de constructie van de microscoop door de pigtail fiber ator in de optische houder te plaatsen en deze constructie in het midden van het optische snedebord te plaatsen. Dit komt overeen met de oorsprong van de blauwe straal zoals hier getoond.
Schakel de lichtbron in. Gebruik de afstelschroeven om de straal grof af te stellen zodat deze zowel horizontaal als verticaal in een rechte lijn reist. Plaats een iris voor de fiber collator.
Stel vervolgens de hoogte van de iris zo in dat de straal er doorheen passeert. Beweeg vervolgens de iris weg van de ator langs het straalpad. Controleer de uitlijning van de straal.
Gebruik de twee afstelschroeven om de straal op de iris te herpositioneren indien nodig. Plaats de gemonteerde diic spiegel in het straalpad met de laserstraal gepositioneerd in het midden van de spiegel. Draai de spiegelhouder zodat de straal ongeveer 90 graden wordt gereflecteerd, waarbij ervoor wordt gezorgd dat de hoogte van de straal niet verandert.
Klem de spiegel vast aan de tafel door de schroeven op de houder vast te draaien. Plaats vervolgens de gemonteerde resonante galvan metrische spiegel in de laserstraal. Zorg ervoor dat de laserstraal precies in het horizontale middelpunt van het spiegeloppervlak is gepositioneerd.
Draai de spiegelhouder zodat de laserstraal onder een hoek van 90 graden wordt gereflecteerd. Pas vervolgens de reflectie van de spiegel grof aan om dezelfde verticale hoogte van de laserstraal te behouden. Neem vervolgens twee irissen en plaats ze direct voor de resonante gal.
Gebruik vervolgens de laserstraal die wordt gereflecteerd van de resonante gal spiegel als referentie, stel hun verticale hoogte in zoals eerder. Gebruik nu de schroefgaten op het optische snedebord als gids voor het oog en klemp de twee irissen in een rechte lijn vast. Pas de eerste spiegel in de baan aan, wat de dichroiek is om de straal op de eerste iris te centreren.
Pas vervolgens de tweede spiegel in de baan aan. De resonante gal om de straal op de tweede iris te centreren. Pas deze twee spiegels iteratief aan totdat de straal is uitgelijnd door beide irissen.
Zorg ervoor dat de laserstraal die wordt gereflecteerd van de resonante gal spiegel nog steeds wordt gereflecteerd vanuit het ongeveer middelpunt van de spiegel. Als de straal wordt afgeweken, pas dan de fiber collator montage aan en herhaal de aanpassingen met de straal gecentreerd op beide open irissen. De volgende stap is het plaatsen van de twee relaislenzen die de eerste stationaire telecentrische vlak op de tweede stationaire telecentrische vlak zullen afbeelden.
Voor deze specifieke microscoop hebben de geselecteerde lenzen in de eerste relais dezelfde brandpuntsafstand F, dus de afstand tussen de twee spiegels hier is gewoon vier F. Voor deze opstelling is F gelijk aan 90 millimeter, dus de vier F-positie zal 360 millimeter van de scanspiegel verwijderd zijn. Om ervoor te zorgen dat de lenzen precies in het midden van het straalpad zijn gecentreerd, plaats je de eerste lens in het straalpad en kijk je naar de laserstraal op de volgende iris in het straalpad. Pas na de lens de hoogte van de lens aan zodat het verticale centrum van de straal op het centrum van de iris staat.
Pas vervolgens de horizontale straalpositie aan om de straal op de iris te centreren. Herhaal dit proces met de tweede lens. Vervolgens zal de scanspiegel worden ingesteld en zal de microscoop worden geroteerd om een eenvoudige plaatsing en uitlijning van onderdelen mogelijk te maken die anders verticaal zouden moeten worden aangepast.
Om de exacte positie van het tweede telecentrische vlak te vinden, steek je de resonante gal O in zijn scanunit en zet je hem aan.
Dit artikel beschrijft de constructie van een op maat gemaakt, real-time confocaal scan-beeldingsysteem dat microscopie en microendoscopie op videosnelheid mogelijk maakt. Het systeem biedt diverse beeldingsgeometrieën en toepassingen tegen aanzienlijk lagere kosten in vergelijking met standaard commerciële confocale systemen.
Confocale microscopie met scansnelheid op videoniveau en microendoscopie maken optische doorsneden met een hoge resolutie in real-time mogelijk van complexe biologische systemen, wat dynamische studies in discovery- en translationeel onderzoek ondersteunt. Aanpasbare, kostenefficiënte platforms vergroten de toegang tot geavanceerde beeldvorming voor targetvalidatie en mechanische risicoreductie, vooral waar commerciële systemen aan flexibiliteit tekortkomen. Deze mogelijkheid versterkt het voorspellend vertrouwen en de continuïteit over vroege ontdekkingsfasen, screening en preklinische beslismomenten.
Dit aanpasbare confocale imagingsysteem slaat een brug tussen vroege ontdekking, lead-identificatie en preklinisch onderzoek door een herbruikbaar, aanpasbaar platform voor resolutie-rijke beeldvorming te bieden.