[ تعرٌف على ] المجهرية فائقة الدقة

تم النشر اليوم 16-12-2025 | [ تعرٌف على ] المجهرية فائقة الدقة
تم النشر اليوم [dadate] | المجهرية فائقة الدقة

نبذة تاريخية

في عام 1978، طُورت الأفكار النظرية الأولى لكسر حد آبي باستخدام مجهر 4 بّي آي باعتباره مجهرًا فلوريًا للفحص الليزري البؤري حيث يُركز الضوء بشكلٍ مثالي من جميع الجوانب إلى التركيز العام المستخدم لمسح الكائن عن طريق إثارة «نقطة بنقطة» مشتركة مع الكشف «نقطة بنقطة». جُمعت بعض المعلومات التالية (بإذن) من مراجعة مدونة الكيمياء لتقنيات الفحص المجهري للحيود الفرعي - الجزء الأول والجزء الثاني. في عام 1986، حصل أوكونين على براءة اختراع المجهر الضوئي فائق الدقة القائم على الانبعاث المحفز.

مزيج من التقنيات

المجهرية النانوية للمجهر الضوئي ثلاثي الأبعاد (لِيمون) في نظام لِيمون ثلاثي الأبعاد أصبحت الصور (المجهرية النانوية للمجهر الضوئي) باستخدام مجهر فيرتيكو إس إم آي، ممكنة من خلال الجمع بين العمليتين إس إم آي وَ إس بّي دي إم، حيث تُطبق طريقة إس إم آي أولًا، ومن ثم عملية إي بّي دي إم. تحدد عملية إس إم آي مركز الجسيمات وانتشارها في اتجاه محور المجهر. بينما يمكن تحديد مركز الجسيمات / الجزيئات بدقة 1-2 نانومتر، يمكن تحديد الانتشار حول هذه النقطة وصولًا إلى القطر المحوري تقريبًا 30-40 نانومتر في وقتٍ لاحق، يُحدد الموقع الجانبي للجسيم / الجزيء المفرد باستخدام طريقة إس بّي دي إم، وتُحقق دقة بضعة نانومتر. كتطبيق بيولوجي في وضع اللون المزدوج ثلاثي الأبعاد، حُققت الترتيبات المكانية لمجموعات البروتين هير2/نيو وَ هير3، ويمكن تحديد المواقع في الاتجاهات الثلاثة لمجموعات البروتين بدقة تبلغ ما يقارب 25 نانومتر. المجهرية الإلكترونية والضوئية المتكاملة النسبية يمكّن الجمع بين المجهر فائق الدقة والمجهر الإلكتروني، تصوّر المعلومات السياقية مع وضع التصنيفات التي توفرها العلامات الفلورية. يتغلب ذلك على مشكلة الخلفية السوداء التي يتركها الباحث عند استخدام مجهر ضوئي فقط. في نظام متكامل، تُدرس العينة بواسطة المجهرين في وقتٍ واحد. تعزيز التقنيات باستخدام الشبكات العصبية في الآونة الأخيرة، وبسبب التطورات في حوسبة الذكاء الاصطناعي، استُخدمت شبكات عصبية للتعلم العميق من أجل تحسين الدقة الفائقة للصور الفوتوغرافية، والمجهر الضوئي من 40x إلى 100x، و 20x للمجهر الضوئي إلى 1500x لمجهر الفحص الإلكتروني من خلال عدسة عصبية، والتصوير المقطعي لانبعاث البوزيترون والفحص المجهري الفلوري.

شرح مبسط

المجهرية فائقة الدقة، في المجهر الضوئي، هو المصطلح الذي يجمع العديد من التقنيات، التي تسمح بالتقاط الصور بدقة أعلى من تلك التي يفرضها حد الحيود.[1][2] نظرًا لانحراف الضوء، فإن الدقة في المجهر الضوئي التقليدي محدودة، كما هو مذكور (بالنسبة للحالة الخاصة للإضاءة الواسعة) بواسطة إرنست آبي في عام 1873.[3] في هذا السياق، يصل المجهر المحدود بالحيود مع الفتحة العددية (اختصارًا: أن إيه) والضوء ذو الطول الموجي لامبدا (λ) إلى الدقة الجانبية البالغة d = λ/(2 N.A.) - a ، يمكن اتباع شكليات مماثلة للدقة المحورية (على طول المحور البصري، الدقة بالنسبة للمحور زيد، دقة العمق). تبلغ دقة المجهر الضوئي القياسي في طيف الضوء المرئي نحو 200 نانومتر أفقيًا و 600 نانومتر محوري.[4] ومن الناحية التجريبية، يمكن قياس الدقة التي حُدّدَت من العرض الكامل عند نصف الحد الأقصى (إف دبليو إتش إم) لدالة التوزيع النقطي (بّي إس إف) باستخدام صور كائنات مماثلة للنقطة.[5] على الرغم من أن قدرة التبيين للمجهر ليست محددة جيدًا، يُعتبر عمومًا أن تقنية الفحص المجهري فائق الدقة يقدم دقة أفضل من تلك التي حددها آبي.