共聚焦顯微鏡可以提高焦平面上的解析度嗎？

01-15

在一篇文獻中看到這樣一段話說confocal LSM： "... improves spatial resolution within the plane of focus by forming the image through the same scanning optics used for illumination and through a pinhole placed in front of the detector, which acts as a spatial filter to select emission from the plane of focus."
有兩個不懂的：

1、共聚焦激光掃描顯微鏡為什麼能提高焦平面上的解析度，不是只是提高z軸上的解析度嗎？
2、"forming the image through the same scanning optics used for illumination" 這個該怎麼理解？

謝邀。

樓主可能不是很清楚共聚焦的概念與解析度的概念。

共聚焦與常規光學顯微鏡的不同之處在於，它通過針孔這個部件，將焦平面以外的雜散光濾除，只留焦平面那薄薄一層的光進入檢測器。共聚焦在厚樣品與多熒游標記樣品的檢測中應用較多。

「The confocal imaging approach provides a marginal improvement in both axial and lateral resolution, but it is the ability of the instrument to exclude from the image the "out-of focus" flare that occurs in thick fluorescently labeled specimens, which has caused the recent explosion in popularity of the technique.」

以上來自鏈接：Nikon MicroscopyU

再說解析度。

圖片來自：Nikon MicroscopyU

以上這幅圖示是為了說明解析度的來歷。解析度的概念是：能夠分辨的兩點之間最小的距離。

艾里斑是一個熒光點或者熒光蛋白形成的斑。當艾里斑雜亂、來自好多層面時，解析度會很差，因為斑點很多交織在一起無法分開。共聚焦有效的過濾掉焦平面以外的熒光斑點後，檢測器/相機所要分辨的只是同一層面上的艾里斑，這樣會清晰很多，因此你會看到解析度提高了。樓主所引的這段話我沒有找到出處，我覺得您的第2問應該放到整個段落或者文章中會好理解一些。

共聚焦的意思是光源、樣本和探測器三點共軛。如果用h1(x,y,z)表示照射在樣本上的點擴散函數，用h2(x,y,z)表示探測部分光路的點擴散函數，那麼共聚焦系統的點擴散函數就是h1(x,y,z)*h2(x,y,z)。而普通的寬場顯微鏡點擴散函數只是h1(x,y,z)，因為沒有探測器的點掃描。一般h1的分布和h2是相似的，所以相當於共聚焦是h1^2。因此點擴散函數更加銳利了，橫向(xy)和縱向(z)的解析度都變好了。

1.原理上說顯微鏡的解析度只和波長、物鏡的數值孔徑有關，激光共聚焦顯微鏡一般使用的波長較短，分辨能力相對會好一些；

2.共聚焦顯微鏡只允許焦平面的反射光進入，這樣從很大程度上會減小來自非焦平面上的光的影響，這樣也從一定程度上改善了共聚焦顯微鏡的解析度；

會提升 pinhole的存在導致計算解析度的時候是振幅的四次方如果用半高全寬作為標準解析度是提升了

2.意思是成像的過程中，成像光的路徑和照明光的路徑是相同的。

1.可以提高一些空間橫向解析度。為什麼呢，因為相對於普通顯微鏡的均勻照明，共焦顯微鏡是點照明，點擴散函數會更尖銳。