İçeriğe atla

STED mikroskopu

STED mikroskopu (Stimulated Emission Depletion Microscopy), ışığın difraksiyonu nedeniyle standart konfokal mikroskopun ve konvansiyonel far-field optik mikroskopların maruz kaldığı çözünülük limitlerinin üstesinden gelebilen yeni geliştirilmiş bir mikroskoptur. Bu teknik kullanılarak çözünürlüğü en yüksek olan konfokal lazer tarama mikroskoplarına göre dokuz kat daha yüksek çözünürlük elde edilebilmektedir. Konfokal mikroskopların çözünürlüğü yaklaşık olarak kullanılan lazerin dalga boyuna eşittir (200-500 nm arası).

Çalışma prensibi

STED mikroskopu, önce floresan objeyi uyarma amaçlı çok kısa bir puls gönderir (resimde kırmızı çizgi). Hemen sonra floresan objenin emisyon çizgisine ayarlanmış olan yok edici ikincil puls gönderilir (mavi çizgi). İkincil puls toroidal bir profile sahiptir ve dolayısıyla bir nokta üzerine değil, halka şeklinde bir odaklanmaya sahiptir. Yok edici puls neredeyse bütün uyarılmış elektronların tekrar eski temel hallerine dönmesini sağlar. Emisyon sadece halkanın ortasından ya da uyarıcı pulsun gittiği doğrultudan gerçekleşebilir. Bu sayede çözünürlük artırılabilmektedir.

Kaynakça

  • Klar, T. A., S. Jakobs, M. Dyba, A. Egner and S. W. Hell (2000). Fluorescence microscopy with diffraction resolution limit broken by stimulated emission. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 97(15): 8206-8210.
  • Dyba, M. and S. W. Hell (2002): Focal spots of size lambda/23 open up far-field florescence microscopy at 33 nm axial resolution; Physical Review Letters. 88 (16) 163901-1-163901-4.
  • Willig, K. I., S. O. Rizzoli, V. Westphal, R. Jahn, S. W. Hell (2006): "STED-microscopy reveals that synaptotagmin remains clustered after synaptic vesicle exocytosis". Nature 440 (7086): 935–939.
  • Tanıtım sayfası
  • RESOLFT denklemlerinin kısa özeti

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Elektron</span> Temel elektrik yüküne sahip atomaltı parçacık

Elektron, eksi bir temel elektrik yüküne sahip bir atomaltı parçacıktır. Lepton parçacık ailesinin ilk nesline aittir ve bileşenleri ya da bilinen bir alt yapıları olmadığından genellikle temel parçacıklar olarak düşünülürler. Kütleleri, protonların yaklaşık olarak 1/1836'sı kadardır. Kuantum mekaniği özellikleri arasında, indirgenmiş Planck sabiti (ħ) biriminde ifade edilen, yarım tam sayı değerinde içsel bir açısal momentum (spin) vardır. Fermiyon olmasından ötürü, Pauli dışarlama ilkesi gereğince iki elektron aynı kuantum durumunda bulunamaz. Temel parçacıkların tamamı gibi hem parçacık hem dalga özelliklerini gösterir ve bu sayede diğer parçacıklarla çarpışabilir ya da kırınabilirler.

<span class="mw-page-title-main">Mikroskop</span> küçük cisimlerin mercek yardımıyla incelenmesini sağlayan alet

Mikroskop, çıplak gözle görülemeyecek kadar küçük cisimlerin birkaç çeşit mercek yardımıyla büyütülerek görüntüsünün incelenmesini sağlayan bir alettir. Öncelikle adından da anlaşılacağı üzere, mikro, yani çok küçük hücrelerin incelenmesinin yanı sıra, sanayi, menakür, genetik, jeoloji, arkeoloji ve kriminalistik alanında da büyük hizmetler görmektedir.

<span class="mw-page-title-main">Lazer</span> ışığın uyarılmış radyasyon ile yükseltilmesini sağlayan bir optik düzenek

Lazer ışığın uyarılmış radyasyon ile yükseltilmesini sağlayan bir optik düzenektir. İsmini "Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation" kelimelerinin baş harflerinden alır ve bu, "ışığın uyarılmış ışıma ile yükseltilmesi" anlamına gelir. İlk lazer, 1960 yılında Theodore Maiman tarafından Charles Townes ve Arthur L. Schawlow'un teorileri baz alınarak üretilmiştir. Lazerin ışıktan daha düşük mikrodalgafrekanslarında çalışan versiyonu olan "maser" ise Townes tarafından 1953 yılında bulunmuştur.

Neodimyum, sembolü Nd ve atom numarası 60 olan kimyasal bir elementtir. Lantanit serisinin dördüncü üyesidir ve nadir toprak metallerinden biri olarak kabul edilir. Havada ve nemde hızla kararan sert, hafif dövülebilir, gümüşi bir metaldir. Hızla oksitlenir ve +2, +3 ve +4 pembe, mor/mavi ve sarı bileşikler üretir. Elementlerin en karmaşık spektrumlarından birine sahip olduğu kabul edilir. Neodimyum, 1885 yılında praseodimyumu da keşfeden Avusturyalı kimyager Carl Auer von Welsbach tarafından keşfedildi. Monazit ve bastnäsite minerallerinde önemli miktarlarda bulunur. Neodimyum, doğal olarak metalik formda veya diğer lantanitlerle karışmamış olarak bulunmaz ve genel kullanım için rafine edilir. Neodimyum kobalt, nikel veya bakır kadar yaygındır ve Dünya'nın kabuğunda yaygın olarak dağılmıştır. Diğer birçok nadir toprak metalinde olduğu gibi, dünyadaki ticari neodimyumun çoğu Çin'de çıkarılmaktadır.

Ultraviyole (UV) veya morötesi; dalga boyu görünür ışıktan kısa, ancak X-ışınlarından uzun olan bir elektromanyetik radyasyon şeklidir. Güneş ışığında bulunur ve Güneş'ten çıkan toplam elektromanyetik radyasyonun yaklaşık %10'unu oluşturur. Ayrıca elektrik arkları, Çerenkov radyasyonu, cıva buharlı lambalar, bronzlaşma lambaları ve siyah ışık gibi kaynaklar tarafından üretilir. Uzun dalga boylu UV fotonları atomları iyonize edecek enerjiye sahip olmadığı için iyonlaştırıcı bir radyasyon olarak kabul edilmese de, kimyasal reaksiyonlara neden olabilir ve birçok maddenin parlamasına neden olabilir. Kimyasal ve biyolojik etkiler de dahil olmak üzere pek çok pratik uygulama, UV radyasyonunun organik moleküllerle etkileşime girmesinden türer. Bu etkileşimler emilimi veya ısıtma dahil moleküllerdeki enerji durumlarının ayarlanmasını içerebilir.

<span class="mw-page-title-main">Spektroskopi</span>

Spektroskopi elektromanyetik radyasyon ile maddenin etkileşiminin radyasyonun dalga boyu veya frekansının bir fonksiyonu olarak ortaya çıkan elektromanyetik spektrumu (tayf) ölçen ve yorumlayan bir çalışma alanıdır. Başka bir deyişle, elektromanyetik spektrumun tüm bantlarında görünür ışıktan kaynaklı olarak meydana gelen bir kesin renk çalışmasıdır.

<span class="mw-page-title-main">Kedi Gözü bulutsusu</span> Ejderha takımyıldızı yönünde bulunan gezegenimsi bulutsu

Kedi Gözü bulutsusu, Ejderha takımyıldızı yönünde bulunan bir gezegenimsi bulutsu. Yapısal açıdan, bilinen en karmaşık bulutsulardandır; Hubble Uzay teleskobu ile düğümler, püskürtmeler ve yaysal yapılar gözlemlenmiştir. Merkezinde, 1000 yıl önce dış zarfını kaybederek bulutsuyu üretmiş olan parlak ve sıcak bir yıldız vardır.

<span class="mw-page-title-main">Kuasar</span> Gazca zengin, çok yüksek enerjili astronomik cisim

Kuasar, kütlesi milyonlarca ila on milyarlarca güneş kütlesi arasında değişen, bir gaz diski ile çevrili bir süper kütleli kara delik tarafından desteklenen son derece parlak bir aktif galaksi çekirdeğidir (AGN). Kara deliğe doğru düşen diskteki gaz sürtünme nedeniyle ısınır ve elektromanyetik radyasyon şeklinde enerji açığa çıkarır. Kuasarların ışıma enerjisi muazzamdır; en güçlü kuasarlar, Samanyolu gibi bir galaksiden binlerce kat daha fazla parlaklığa sahiptir.

<span class="mw-page-title-main">Fiber optik iletişim</span>

Fiber optik iletişim ya da bilinen adıyla ışıklifi, optik lif boyunca ışık sinyalleri göndererek bilginin bir yerden başka bir yere iletilmesi metodudur. Işık, bilgi taşımak için yönlendirilmiş elektromanyetik taşıyıcı dalga görevi görür. İlk olarak 1970 yılında geliştirilen ışıklifli iletişim sistemleri; telekomünikasyon endüstrisinde devrim yaratmış, bilgi çağının gelişinde önemli bir rol oynamıştır. Elektriksel iletimden avantajlı olması nedeniyle ışıklifleri gelişmiş ülkelerdeki çekirdek ağlarda bakır tellerin iletişimdeki yerini aldı.

Bu Lazer konularının bir listesidir.

<span class="mw-page-title-main">X ışını mikroskobu</span>

Bir x ışını mikroskobu yumuşak X ışını şeritlerinde elektromanyetik radyasyonu kullanarak objelerin büyütülmüş görüntülerini üretir. X ışınları birçok objenin içinden geçebildiğinden onları gözlemlemek için özellikle hazırlamak gerekmez.

<span class="mw-page-title-main">Işık yükseltici</span>

Işık yükseltici, ışık sinyallerini doğrudan yükselten, ilk önce elektrik sinyaline dönüştürmeye ihtiyaç duymayan bir alettir. Işık yükseltici lazer olarak da düşünülebilir fakat ışık boşluğu olmadan bu genelleme yapılmalıdır. Işık yükselticileri optik iletişiminde ve lazer fiziğinde önemli bir yere sahiptirler.

Süperlenskırınım sınırının ötesine giden metamateryallerin kullanıldığı bir mercektir. Kırınım sınırı geleneksel lenslerin ve mikroskopların çözünürlük duyarlılığının limitidir. Farklı yollar ile kırınım sınırının ötesine geçebilen birçok lens çeşidi vardır ancak onları engelleyen ve işlevlerini etkileyen birçok etmen vardır.

<span class="mw-page-title-main">Süpersüreklilik</span>

Optikte süpersüreklilik, doğrusal olmayan işlemlerin bir pompa ışını üzerinde birlikte hareket etmesiyle orijinal pompa ışınının ciddi bir spektral genişlemesi sonucu oluşur. Örneğin; mikro yapılı fiber optik kullanılarak akıcı bir süpersüreklilik sağlanır. Ne kadar bir genişlemenin bir süpersüreklilik sağlayabileceği hakkında kesin bir açıklama bulunmamaktadır. Ancak araştırmacılar 60 nanometrelik bir genişlemeye ne kadar yaklaşırlarsa süpersürekliliğin gerçekleşmesinin ihtimalinin o kadar çok olacağını iddia ettiler.

Kalsiyum görüntüleme tekniği hücre, doku ya da ortamdaki kalsiyum (Ca2+) durumunu görüntülemek amacıyla kullanılan bir bilimsel teknik. Kalsiyum görüntüleme teknikleri floresan özelliği taşıyan, fakat Ca2+ ile bağlandığında floresan özelliği değişen kalsiyum belirteçlerinden faydalanır. İki temel tip kalsiyum belirteci mevcuttur: kimyasal belirteçler ve genetik olarak kodlanmış belirteçler. Kalsiyum görüntüleme, canlı hayvanlarda hücre içi kalsiyumu optik olarak görüntülemek için kullanılabilir. Bu teknik geniş çapta hücre tipinin ve sinir devrelerindeki yüzlerce gliya hücrelerinin ve sinir hücrelerinin sinirsel aktivite görüntüleme çalışmalarına izin verir.

<span class="mw-page-title-main">Antiseptik lamba</span> Ultraviyole C (UVC) ışığı üreten elektrik ışığı

Antiseptik lamba, ultraviyole C (UVC) ışığı üreten bir elektrik ışığıdır. Bu kısa dalgalı ultraviyole ışık DNA baz eşleşmesini bozarak pirimidin dimerlerinin oluşumuna neden olur ve bakteri, virüs ve protozoayı etkisizleştirir. Sudaki mikroplardan arındırmada ozon üretmek için de kullanılabilir.

<span class="mw-page-title-main">Mikrokanallı plaka dedektörü</span>

Mikrokanallı plaka dedektörü, tek parçacıkların ve düşük yoğunluklu çarpan radyasyonun saptanması için kullanılan düzlemsel bir bileşendir. İkincil emisyon yoluyla elektronların çoğalmasıyla tek parçacıkları veya fotonları yoğunlaştırdığı için, bir elektron multipleri yakından ilişkilidir. Bununla birlikte, bir mikrokanallı plaka dedektörünün birçok ayrı kanalı olduğundan, ek olarak uzamsal çözünürlük sağlayabilir.

Süper çözünürlüklü mikroskopi, optik mikroskopide görüntülerin kırınım sınırı tarafından empoze edilenlerden daha yüksek çözünürlüklere sahip olmasına izin veren bir dizi tekniktir. Süper çözünürlüklü görüntüleme teknikleri, yakın alan veya uzak alana dayanır. İkincisine dayanan teknikler kırınım sınırının ötesinde çözünürlüğü yalnızca ufak bir miktar geliştirebilirler.

Elektron kristalografisi, bir transmisyon elektron mikroskobu kullanarak katılardaki atomların düzenini belirleme yöntemidir.

<span class="mw-page-title-main">Nanofotonik</span>

Nanofotonik ya da nano-optik, ışığın nanometre boylarındaki özelliklerini ve bu boyutlardaki maddelerle etkileşimini inceleyen fotonik ile nanoteknolojinin bir alt dalıdır. Optik, malzeme bilimi ile elektrik mühendisliği ile yakın bir ilişki içinde olan nanofotoniğin uygulamaları arasında dalga boyundan küçük nano-anten sensörleri, nanometre boyutlu dalga kılavuzları, yeni nesil fotolitografi teknikleri, yüksek çözünürlüklü mikroskoplar ve metamalzemeler bulunmaktadır.