Salute e malattia
La microscopia ottica ordinaria non può essere usata per osservare un tessuto tridimensionale senza sezionare fisicamente il campione. La microscopia confocale a scansione, tuttavia, è un metodo osservativo alternativo che fornisce un modo più diretto di vedere l'architettura tridimensionale di un intero campione non sezionato. I metodi di imaging elettronico permettono all'utente di mettere a fuoco un dato piano in un campione spesso respingendo la luce che proviene da sopra e sotto il piano di messa a fuoco.
La microscopia confocale a scansione è usata dai ricercatori in scienze biologiche e altri settori per ottenere un'immagine dell'architettura tridimensionale di un campione, come una cellula o un tessuto. Inoltre, la procedura è usata per osservare la struttura microscopica di un campione che per qualche motivo non può essere affettato in sezioni in precedenza. Anche se queste sfide possono essere affrontate usando un complesso programma di elaborazione delle immagini basato su computer, questo metodo è lento e richiede una grande potenza di calcolo.
Se un campione spesso viene osservato con un microscopio ottico convenzionale, l'immagine ottenuta mettendo a fuoco un piano specifico è peggiorata da letture sfocate, fuori fuoco, provenienti dalle parti del campione situate sopra e sotto il piano di messa a fuoco. Perché la microscopia ottica ordinaria funzioni bene, un campione deve essere affettato in sezioni sottili da analizzare, e lo spessore della sezione è inversamente proporzionale alla chiarezza dell'immagine. Tuttavia, informazioni potenzialmente preziose sulla terza dimensione vengono perse quando un campione viene sezionato e, come menzionato, alcuni campioni non possono essere sezionati affatto facilmente.
Il microscopio confocale a scansione mette a fuoco un piano specifico in un campione spesso respingendo la luce che proviene da regioni fuori fuoco sopra e sotto quel piano. Ciò risulta in una "sezione ottica" pulita, e da una sequenza di queste sezioni prese a varie profondità, un programma informatico può ricostruire un'immagine tridimensionale. Questa strategia è abbastanza simile a ciò che fa uno scanner CAT per i radiologi che indagano un intero corpo umano, poiché entrambi i metodi presentano viste sezionali pulite dell'interno di una struttura intatta.
Il dispositivo è generalmente usato con ottica a fluorescenza, e in ogni istante il sistema ottico della macchina focalizza il suo punto luminoso su un singolo punto a una certa profondità nel campione. Una sorgente di illuminazione puntiforme estremamente brillante è necessaria, ed è solitamente fornita da un laser la cui luce passa attraverso un foro stenopeico. Un rivelatore dotato di apertura a foro stenopeico raccoglie la fluorescenza emessa dal campione illuminato. Solo la luce dal punto di messa a fuoco specifico entra nel rivelatore, e il dispositivo esclude la luce proveniente da aree esterne al piano di messa a fuoco.
Il microscopio confocale a scansione è spesso usato per risolvere la struttura di vari oggetti tridimensionali complessi, come reti di fibre citoscheletriche nel citoplasma delle cellule, e gli arrangiamenti di cromosomi e geni nel nucleo di una cellula durante diversi punti del ciclo di divisione cellulare. I granuli di polline, ad esempio, hanno una complessa parete cellulare scolpita, che può essere vista chiaramente solo usando la microscopia confocale. L'industria elettronica usa anche questa macchina e metodologia per ispezionare i semiconduttori.
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