slide1 n.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
מיקרוסקופיה PowerPoint Presentation
Download Presentation
מיקרוסקופיה

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 42

מיקרוסקופיה - PowerPoint PPT Presentation


  • 200 Views
  • Uploaded on

1590 - Hans & Zacharias Janssen. מיקרוסקופיה. 2012 – Super resolution microscope. רואים קרוב רואים גדול. המטרה: לראות גדול גודל הדמות שנראה תלוי בגודל הדמות שתיווצר ברשתית. ע"מ לקבל דמות גדולה על הרשתית צריך לקרב את העצם לעין. מרחק הראיה הברורה המינימלי הוא ~25cm. הגדלה זוויתית.

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'מיקרוסקופיה' - bernie


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
slide1

1590 - Hans & Zacharias Janssen

מיקרוסקופיה

2012 – Super resolution microscope

slide2

רואים קרוב רואים גדול

  • המטרה: לראות גדול
  • גודל הדמות שנראה תלוי בגודל הדמות שתיווצר ברשתית.
  • ע"מ לקבל דמות גדולה על הרשתית צריך לקרב את העצם לעין.
  • מרחק הראיה הברורה המינימלי הוא ~25cm
slide4

המבנה הבסיסי של מיקרוסקופ אור

  • ככל שהמוקד של העדשה קטן כושר ההגדלה של גדל.
  • בעיה: קשה ללטש עדשות עם מוקד מאוד קטן, וכמות האור שתעבור דרך עדשה זו תהיה מאוד קטנה. + בעיות דיפרקציה
  • פתרון: לשלב שתי עדשות. אחת שתיצור דמות מוגדלת של העצם וזכוכית מגדלת שתסתכל על הדמות המוגדלת.
slide5

המבנה הבסיסי של מיקרוסקופ אור

  • ההגדלה של המיקרוסקופ = הגדלה של העינית * הגדלה של העצמית
  • הגדלה של העינית :
  • הגדלה של העצמית:
  • הגדלה כוללת:
slide8

שבירת אור וחוק סנל

Refraction of light at the interface between two media

  • מקדם השבירה: מקדם השבירה תלוי באורך הגל:
  • חוק סנל:
  • אורכי גל קצרים מתפזרים בצורה חזקה יותר (זווית שבירה גדולה יותר)
slide11

Spherical aberration

  • A perfect lens (top) focuses all incoming rays to a single point on the optic axis.
  • A real lens with spherical surfaces (bottom) focuses different rays to different points along the optical axis, depending on the radial position of each incoming ray.
slide12

Spherical aberration

Apoint sourceas imaged by a system with negative (top), zero (centre),

and positive (bottom) spherical aberration.

Images to the left are defocused toward the inside, images on the right toward the outside.

slide13

הגדלה לעומת רזולוציה (כושר הפרדה)

  • הגדלה: היחס בין ממדי הדמות לממדי העצם.
  • רזולוציה: המרחק הקטן ביותר בין שתי נקודות בעצם, שעדיין מובחנים זה מזה ע"י הצופה/המצלמה.
  • הגדלה מעבר לכושר ההפרדה, נקראת הגדלה ריקה (empty magnification)
slide15

PSF (Point Spread Function)

  • בשל העקיפה, מקור אור נקודתי לא יצור דמות של נקודה.
slide17

PSF (Point Spread Function)

2D PSF

for different defocus

The image of a point object

Z=+2µm

3D PSF

Measured

Calculated

z

Z=0

Z=-2µm

y

x

x

slide18

PSF (Point Spread Function)

  • הגדרה מלאה: ה-PSF מתאר את תגובת המערכת האופטית לקלט נקודתי.
  • המשמעות: פיקסל בודד בדמות האידיאלית ייוצג ע"י יותר מפיקסל בודד בדמות האמיתית .
slide19

Numerical Aperture

The numerical aperture with respect to a point P depends on the half-angle θ of the maximum cone of light that can enter or exit the lens

slide22

NA קובע את ה-PSF

  • NA הוא הפרמטר החשוב ביותר בקביעת הרזולוציה של המערכת
slide24

קריטריון ריילי

  • The diffraction limit is defined based on the Rayleigh criteria

קריטריון ריילי: גבול הדיפרקציה הוא כאשר המינימה הראשונה של דמות של מקור אור אחד חופפת למקסימום של הדמות של מקור האור השני.

Resolutionx,y or d0 = 0.61λ / NA 

d0: המרחק בין שני הפיקים.

slide26

טווח הגדלה שימושי - Useful Magnification Range

Useful Magnification (total) = 500 to 1000 × NA (Objective)

Range of Useful Magnification (500-1000 x NA of Objective)

הגדלה מתחת לטווח ההגדלה השימושי לא תאפשר רזולוציה טובה, הגדלה מעבר לטווח ההגדלה השימושי תהיה הגדלה ריקה.

slide27

מרחק עבודה – Working distance

מרחק העבודה קטן ככל שההגדלה ו/או NA גדלים.

slide28

העצמית - Objective

  • מרבית העדשות עם NA גבוה (0.7 ומעלה) בנויות לעבודה עם זכוכית מכסה (cover glass) בעובי 0.17 mm (1.5). שימוש בזכוכית מכסה בעובי אחר יגרור פגיעה משמעותית ברזולוציה
slide30

שיטות להגברת ניגודיות

בכל השיטות מדובר באור עובר (transmitted light), כלומר מקור האור נמצא בצד אחד של הדוגמא והגלאי בצידה האחר.

slide31

Bright field

  • השיטה הפשוטה ביותר בטכניקות מיקרוסקופית אור.
  • אור לבן עובר דרך הדוגמא, אזורים בהם הדוגמא בולעת יותר אור ייראו כהים ואילו אזורים שקופים יותר (בליעה נמוכה) ייראו בהירים.

מגבלות:

    • הדוגמא צריכה להיות דקה ע"מ שהאור יוכל לעבור דרכה.
    • דוגמאות שקופות (בעיקר בביולוגיה) ייצרו ניגודיות נמוכה.
    • במקרים רבים יש לצבוע את הדוגמא (+ קיבוע) ע"מ להבחין בפרטים.
slide32

Dark field

  • הבעיה: ב-Bright field הרקע בהיר והפרטים כהים. כל נקודה ברקע היא בעצם מקור אור נקודתי שיוצר בדמות PSF. אם הפרטים בדוגמא קטנים מגבול הרזולוציה הם יבלעו ברקע.
slide33

Dark field

יתרונות:

  • סט-אפ פשוט.
  • מאפשר לראות דוגמאות ביולוגיות ללא צביעה.
  • אין ארטיפקטים.

חסרונות:

  • מעט אור מגיע לגלאי ולכן צריך הארה מאוד חזקה של הדוגמא.
slide34

Phase contrast

  • הבעיה: ב-BF וב- DF לא ניתן להבחין בתאים דקים, שקופים, ללא צביעה. בשתי השיטות לא ניתן ליצור מספיק ניגודיות.
slide35

Phase contrast

טכניקה זו מתרגמת שינויים בפאזה לשינויים בעוצמה

slide36

Phase contrast

יתרונות:

  • פתרון טוב לצפייה בתאים חיים מאוד מסויימים.

מגבלות:

  • מחייב עדשות מיוחדות.
  • מוגבל לתאים בעובי מסוים (5-10 מיקרון) ולא אחידים בעוביים.
  • לא מתאים לתאי צמח או רקמות.
  • ארטיפקטים (הילות בפרפריה של התאים).
slide37

Differential interference contrast (DIC)

  • נקראת גם נומרסקי או NIC.
  • שימושית לתאים שקופים לא צבועים. עובדת גם עם תאים עבים יותר מאשר בטכניקת ה-Phase contrast.
slide38

Differential interference contrast (DIC)

  • טכניקה זו מתרגמת את גרדיאנט אורך המסלול האופטי (הן במסלול הגאומטרי והן בפאזה) לשינויים בעוצמת הסיגנל.
  • בטכניקה זו נוצרות שתי דמויות BF של הדוגמא עם הסחה קטנה בין השתיים. איחוד של שתי הדמויות האלה גורמת להתאבכות בונה (אור בהיר) או הורסת (כהה) בדמות הסופית.
slide39

Differential interference contrast (DIC)

יתרונות:

  • מתאים לעבודה עם טווח גדול יותר של תאים מאשר Phase contrast.
  • אין את ההילות המופיעות ב-Phase contrast.
  • ניתן להתמקד על חתך דק בתוך דוגמא עבה יותר.

מגבלות:

  • אי אפשר להשתמש בפלסטיק.
  • בדוגמאות מאוד דקות הניגודיות תהיה נמוכה.
slide41

שיטות להגברת ניגודיות

Bright-field

DIC

Phase-contrast

Dark-field