STED-микроскопия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

STED-микроскопия (англ. Stimulated Emission Depletion Microscopy — микроскопия на основе подавления спонтанного испускания) — разновидность флюоресцентной микроскопии, достигающая разрешения сверх дифракционного предела путем избирательного тушения флюоресценции[1]. Метод был разработан Штефаном Хеллем в 1994 году[2] и продемонстрирован в 1999 году.

Принцип метода[править | править вики-текст]

Накачка (1) переводит систему в возбужденное состояние. Флуоресценция (2) подавляется конкурирующим стимулированным испусканием (3)

При обычной конфокальной люминесцентной микроскопии исследуемое вещество оптически возбуждается, и его флюоресценция регистрируется приемником. Пространственное разрешение метода ограничено дифракционным пределом порядка

D = \frac{\lambda}{NA},

где \lambda — длина волны, а NA — апертура.

Для его преодоления в STED-микроскопии используется второй лазер с бо́льшей длины волны для стимулирования излучательных переходов в веществе по краям фокусного пятна. При облучении кольцевым лазером происходит принудительное испускание перехода с возбужденного уровня на некоторый вибрационный уровень. Таким образом, на краях пятна происходит обеднение населенности возбужденного уровня, и люминесценция на длине волны \lambda подавляется, позволяя достичь лучшего разрешения в центральной области.

Сравнение обычной конфокальной микроскопии (слева), и STED-микроскопии (центр) на примере репликативных фабрик ДНК. Справа показано наложение двух методов. Черно-белые врезки ниже иллюстрируют, что разрешение STED-микроскопии выше.
Пятно основного возбуждения (слева), кольцевое пятно стимулированного излучения (центр), область флюоресцирующего вещества (справа).

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Westphal, V.; S. O. Rizzoli, M. A. Lauterbach, D. Kamin, R. Jahn, S. W. Hell (2008). Science 320: 246—249.
  2. S. W. Hell, J. Wichmann (1994). Breaking the diffraction resolution limit by stimulated emission: Stimulated-emission-depletion fluorescence microscopy. Optics Letters 19 (11): 780–782.

Ссылки[править | править вики-текст]