Fluorescensavbildning

Fluorescensavbildning är en teknik inom biologi, medicin och materialvetenskap som används för att märka och visualisera molekyler, cellstrukturer eller materialegenskaper genom fluorescens. Fluoroforer absorberar ljus vid en viss våglängd och avger ljus vid en längre våglängd. Den utsända strålningen avbildas med hjälp av optik och en detektor, ofta efter lämpliga excitation- och emissionsfilter.

Olika mikroskopiska metoder används inom fluorescensavbildning. Bredfältfluorescens ger en snabb översikt över hela provet men har begränsad upplösning längs z-axeln. Konfokalmikroskopi avlägsnar out-of-focus-signal med en pinhole, vilket ger bättre upplösning och optisk avståndsmätningsförmåga i tredimensionell avbildning. Multiphotonfluorescens använder längre våglängder och ofta tvåfotonexcitation, vilket möjliggör djupare vävnadsavbildning med mindre skada. TIRF-mikroskopi exciterar endast ett tunt skikt nära proppmets yta, vilket är särskilt användbart för studier av membranprocesser. Anpassningar som spektral avbildning och avunmixing används för att separera signaler från flera fluoroforer.

Fluoroforer kan vara biologiska proteiner (t.ex. GFP) eller syntetiska färgämnen och kvantprickar. Märkning sker ofta via immunofluorescens, genetisk fusionsproduktion eller kemisk märkning. För multipla färger används olika filter eller spektral avbildning, följt av kvantitativ analys. Vanliga tillämpningar inkluderar studier av cellorganeller, proteininteraktioner, vävnadsminimum och realtidsobservationer av dynamiska processer samt materialanalys och diagnostik.

Begränsningar inkluderar fotoblekning och fototoxicitet, autofluorescens hos vissa prover och spektral överlappning mellan fluoroforer. Data kräver ofta kalibrering, bildbehandling och kontroller för tolkning.