La microscopie est une technique importante dans de nombreuses disciplines, tant dans le domaine de la recherche que dans celui des applications commerciales. De nombreuses techniques sont utilisées en microscopie. Parmi celles-ci, on peut citer : la microscopie confocale, la microscopie à feuille de lumière en treillis et la microscopie multiphotonique.
Pour toutes ces techniques, la résolution de l’image est un facteur clé. La résolution joue un rôle majeur dans la réussite de la microscopie, car elle fait référence à la capacité du microscope à mettre en évidence les détails du spécimen.
Les progrès quotidiens réalisés dans ces techniques contribuent à repousser toujours plus loin les limites de la résolution d’image tout en évitant d’endommager l’échantillon. Aujourd’hui, nous allons passer en revue quelques conseils pour obtenir des images de haute qualité à l’aide d’équipements auxiliaires tels que les lasers et la technologie de balayage laser.
Haute puissance, large gamme de longueurs d’onde
Pour obtenir la meilleure résolution possible, la première étape consiste à trouver une source laser adaptée. En microscopie à fluorescence, les chercheurs utilisent des colorants tels que la cyanine, l’atto et l’azo pour identifier la présence, la position et la concentration de molécules spécifiques. Chaque colorant possède une longueur d’onde d’excitation maximale, à laquelle la fluorescence atteint son niveau le plus élevé pour une puissance d’excitation donnée. L’utilisation d’un laser dont la longueur d’onde se rapproche le plus possible de ce pic améliore l’efficacité et réduit l’échauffement de l’échantillon. Cela permet également d’augmenter les vitesses d’imagerie atteignables dans les applications à haut débit, ou la luminosité de l’image dans les applications à faible luminosité.
En microscopie par épuisement par émission stimulée (STED), des images à super-résolution, c’est-à-dire des images dépassant la résolution limitée par la diffraction, sont générées en utilisant un deuxième laser pour désactiver de manière sélective les fluorophores proches du point focal du laser d’excitation. Cela permet de réduire la zone éclairée bien en dessous de la taille du spot du laser d’excitation. La résolution atteignable s’en trouve ainsi augmentée.
Le niveau de puissance laser requis pour la microscopie dépend de nombreux facteurs. Cela inclut la taille de la zone d’échantillonnage, le type d’échantillon, la vitesse d’imagerie requise et la technique de microscopie utilisée. Trouver le juste équilibre entre la luminosité de l’image et la durée de vie de l’échantillon peut s’avérer difficile. Disposer d’une large gamme de puissances maximales et pouvoir faire varier en continu la puissance en dessous de ce maximum est un outil essentiel pour optimiser votre configuration.
Imagerie à haute vitesse
Au-delà du type de laser et des longueurs d’onde, d’autres facteurs clés à prendre en compte sont liés à la solution de balayage. Il est important de choisir une solution de balayage qui permette d’obtenir la fréquence d’images et le champ de vision souhaités grâce à sa vitesse de balayage et à l’angle des composants de guidage du faisceau. C’est pourquoi le choix des composants de guidage du faisceau appropriés est essentiel pour le développement de chaque système de microscopie. Cambridge Technology propose des composants d’orientation du faisceau, tels que des galvanomètres et des scanners résonants, très appréciés dans le domaine de la microscopie tant pour leurs performances que pour leur fiabilité à long terme.
Les galvanomètres constituent le choix privilégié en raison de leur contrôle précis de la vitesse et de la position. Cela offre la flexibilité nécessaire pour ajuster la fréquence et les schémas de balayage en fonction de la technique de microscopie utilisée.
Avec les progrès des sciences de la vie et la nécessité d’observer les mouvements rapides et les morphologies au sein des cellules et des tissus, des vitesses de balayage encore plus élevées sont souhaitables pour l’imagerie in vivo. C’est ce que permetnotre scanner résonant CRS. Le CRS oscille à une fréquence de résonance fixe, plus de 10 fois plus rapide que les galvanomètres standard. Bien que moins flexible en termes de variété de types de balayage, l’optimisation du CRS pour le balayage à grande vitesse permet aux systèmes de microscopie d’atteindre plus de plusieurs centaines d’images par seconde.
Point focal très concentré
Un autre facteur à prendre en compte pour améliorer la résolution est la taille du spot focalisé du laser.Un laser TEM00étroitement focalisé, avec unM2proche de l’unité, peut être focalisé sur une taille de spot approchant la limite de diffraction de quelques centaines de nanomètres (en fonction de la longueur d’onde et de l’ouverture numérique), avec un profil d’intensité gaussien facile à modéliser, ce qui permet d’obtenir la meilleure résolution d’image possible et une interprétation simple des résultats. Un point focal étroit permet également un balayage point par point de l’image avec une grande précision, ce qui contribue là encore à améliorer la résolution.
De même, en microscopie à deux photons, l’excitation de l’échantillon repose sur le processus d’absorption à deux photons, qui dépend de l’intensité. L’absorption à deux photons est fortement localisée dans la zone focale du faisceau d’excitation ; ainsi, l’obtention d’une zone focale étroite grâce au choix d’un laser d’excitation dont le M2 est proche de l’unité permet de générer des images de la plus haute résolution.
Intégration aisée grâce à une longue durée de vie et à un format compact
Comme pour tout système, une intégration aisée et une longue durée de vie opérationnelle sont indispensables. En microscopie, en raison de l’encombrement réduit caractéristique du secteur, disposer d’une solution compacte est également un impératif. Un laser et une solution de balayage laser capables de répondre à toutes ces exigences contribueront aux performances globales du système, notamment en permettant d’obtenir des images de haute qualité sur une longue période.
Par exemple,les lasers de Laser Quantum présentent un temps moyen entre pannes (MTTF) élevé, avec une moyenne supérieure à 400 000 heures d’utilisation. La technologie de balayage laser de Cambridge Technology offre également une grande fiabilité et une durée de vie extrêmement longue dans divers environnements.
En associant une technologie compacte à une grande adaptabilité, les utilisateurs peuvent bénéficier d’une intégration aisée dans les équipements OEM, répondant ainsi à ces exigences cruciales de compatibilité et de facilité d’utilisation.
