Microscopios de campo claro y fluorescencia de bajo costo: 9 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:41

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La microscopía de fluorescencia es una modalidad de imágenes que se utiliza para visualizar estructuras específicas en muestras biológicas y otras muestras físicas. Los objetos de interés en la muestra (por ejemplo, neuronas, vasos sanguíneos, mitocondrias, etc.) se visualizan porque los compuestos fluorescentes se adhieren solo a esas estructuras específicas. Algunas de las imágenes microscópicas más hermosas se obtienen con microscopios de fluorescencia; Consulte estas imágenes presentadas en la página web de Nikon MicroscopyU para ver algunos ejemplos. La microscopía de fluorescencia es útil para muchos estudios de biología que se centran en una estructura o tipo de célula específicos. Por ejemplo, muchos estudios de investigación sobre neuronas en el cerebro dependen del uso de modalidades de microscopía de fluorescencia que generan imágenes específicas de las neuronas.

En este instructivo, repasaré los principios básicos de la microscopía de fluorescencia y cómo construir tres microscopios de fluorescencia diferentes de bajo costo. Estos sistemas suelen costar miles de dólares, pero se han realizado esfuerzos recientes para que estén más disponibles. Los diseños que presento aquí utilizan un teléfono inteligente, un dSLR y un microscopio USB. Todos estos diseños también funcionan como microscopios de campo claro. ¡Empecemos!

Paso 1: Descripción general de la microscopía de fluorescencia

Para comprender la idea básica de la microscopía de fluorescencia, imagine un bosque espeso por la noche lleno de árboles, animales, arbustos y todo lo demás que vive en un bosque. Si ilumina el bosque con una linterna, verá todas estas estructuras y puede ser difícil visualizar un animal o una planta específicos. Digamos que solo le interesaba ver arbustos de arándanos en el bosque. Para lograr esto, entrena a las luciérnagas para que se sientan atraídas solo por los arbustos de arándanos, de modo que solo los arbustos de arándanos se iluminen cuando mire hacia el bosque. Se podría decir que etiquetó los arbustos de arándanos con las luciérnagas para poder visualizar solo las estructuras de arándanos en el bosque.

En este análogo, el bosque representa la muestra completa, los arbustos de arándanos representan la estructura que desea visualizar (por ejemplo, una célula específica o un orgánulo subcelular) y las luciérnagas son el compuesto fluorescente. El caso en el que se enciende la linterna solo sin las luciérnagas es análogo a la microscopía de campo brillante.

El siguiente paso es comprender la función básica de los compuestos fluorescentes (también llamados fluoróforos). Los fluoróforos son objetos realmente pequeños (en la escala de nanómetros) diseñados para adherirse a estructuras específicas en la muestra. Absorben luz en un rango estrecho de longitudes de onda y reemiten otra longitud de onda de luz. Por ejemplo, un fluoróforo puede absorber luz azul (es decir, el fluoróforo se excita con luz azul) y luego volver a emitir luz verde. Por lo general, esto se resume en un espectro de excitación y emisión (imagen de arriba). Estos gráficos muestran la longitud de onda de la luz que absorbe el fluoróforo y la longitud de onda de la luz que emite el fluoróforo.

El diseño del microscopio es muy similar a un microscopio de campo claro normal con dos diferencias principales. Primero, la luz para iluminar la muestra debe ser la longitud de onda que excita al fluoróforo (en el ejemplo anterior, la luz era azul). En segundo lugar, el microscopio necesita recoger solo la luz de emisión (la luz verde), mientras bloquea la azul. Esto se debe a que la luz azul va a todas partes, pero la luz verde proviene solo de las estructuras específicas de la muestra. Para bloquear la luz azul, el microscopio generalmente tiene algo llamado filtro de paso largo que permite que la luz verde pase sin luz azul. Cada filtro de paso largo tiene una longitud de onda de corte. Si la luz tiene una longitud de onda más larga que el corte, entonces puede pasar a través del filtro. De ahí el nombre "paso largo". Las longitudes de onda más cortas están bloqueadas.

Aquí hay varias descripciones generales de la microscopía de fluorescencia:

bitesizebio.com/33529/fluorescence-microsc…

www.microscopyu.com/techniques/fluorescenc…

www.youtube.com/watch?v=PCJ13LjncMc

Paso 2: Modelado de microscopios con óptica de rayos

Finalista del Concurso de Óptica