מיקרוסקופ קונפוקאלי הינו סוג של מיקרוסקופ אשר מאפשר קבלת תמונה חדה מאוד מעומקה של דגימה ביולוגית/פיסיקלית, אותה הוא סורק באמצעות קרן אור מונוכרומטית (לרוב לייזר) המוקרנת על הדגימה, מוחזרת ממנה ונקלטת בקולטן אור ממוחשב.
במיקרוסקופ אור רגיל, הקרוי גם מיקרוסקופ שדה רחב, אלומת אור נשלחת אל הדגימה, פוגעת בה ומוחזרת למיקרוסקופ, שם היא נקלטת על ידינו בתור תמונה מוגדלת (בעין או במצלמה). התמונה היא מוגדלת משום שבדרכה החוצה מן המיקרוסקופ, עוברת אלומת האור דרך עדשה (לרוב סדרה של עדשות) המסיטה את מסלוללם של קרני האור כך שיפגשו במישור אחד בדוגמא - זהו מישור המיקוד (הקרוי גם מישור הפוקוס). מנקודה במישור זה יחזרו קרני האור בחזרה למיקרוסקופ (אל העינית בה אנו מתבוננים) ובכך יעבירו אליו תמונה שהיא בעצם הגדלה של הדגימה מאותו המישור.
אולם בשיטה זו טמונה בעיה המגבילה מאוד את חדות ואיכות התמונה המוגדלת שניתן לקבל: רוב האור המוחזר מהדגימה כלל אינו מגיע ממישור המיקוד! חלק ניכר מהאור היוצא מן העדשה חוזר מהדגימה עוד לפני שיגיע אל מישור המיקוד - כלומר "מעל" למישור (קרן המסומנת בתכלת בתרשים), וחלקו האחר יעבור דרך מישור המיקוד מבלי שיוחזר אלא מוחזר רק מאוחר יותר - כלומר, "מתחת" למישור (קרן המסומנת בסגול בתרשים). כל קרני האור הלא ממוקד שבות אל המיקרוסקופ יחד עם קרני האור הממוקד (קרן המסומנת בכחול בתרשים). בעוד שקרני אור מנקודה במישור המיקוד נפגשות בנקודה בהגיען לעינית, אור שאינו מגיע ממישור המיקוד נמרח על כל העינית ולכן לא מוסיף פרטים לתמונה אלה רעש רקע ובכך מגביל מאוד את יכולת ההבחנה של מיקרוסקופ האור.
כיצד ניתן לסנן את האור המוחזר למיקרוסקופ? כיצד ניתן להפריד את קרני האור היוצאות ממישור המיקוד (ועימן אינפורמציה מעניינת על הדגימה) מאותן קרני אור לא ממוקדות היוצאות "מעל" ו"מתחת" למישור המיקוד (ועימן רק "רעש" המפריע לנו)?
למיקרוסקופ הקונפוקאלי היכולת להתגבר על בעייה זו. הוא יכול לסנן את האור היוצא ממישור המיקוד בעומק הדגימה מן האור היוצא מהאיזורים מעל ומתחת למישור המיקוד. הוא עושה זאת באמצעות מחיצה העומדת בדרכן של קרני האור החוזרות מן הדגימה. מחיצה זו אינה מאפשרת לקרני האור לחזור למיקרוסקופ למעט דרך חור קטנטן במחיצה הקרוי חריר (pinhole). החריר ממוקם כך שרק אותן קרני אור המגיעות יחד מנקודה באותו מישור, מישור המיקוד, עוברות דרכו בהצלחה.
התמונה באדיבות ויקיפדיה
מכאן מקור השם מיקרוסקופ "קונפוקאלי": קונ-(con) = יחד, פוקלי-(focal) = מיקוד. זהו מיקרוסקופ המסוגל לקלוט קרני אור המגיעים מנקודה במישור מיקוד אחד. בניגוד למיקרוסקופ רגיל המאיר את הדגימה כולה, במיקרוסקופ הקונפוקאלי הדגימה מוארת נקודה אחר נקודה ולכן כדי לקבל תמונה יש לסרוק לאורך ולרוחב מישור המיקוד (על ידי הזזת הדגימה או הזזת אלומת האור) ולהזין את תוצאות הסריקה לתוך מחשב אשר "בונה" מהן תמונה מדוייקת של הדגימה. העובדה שיש לבצע סריקה היא החסרון של המיקרוסקופ הקונפוקאלי (בדרך כלל במדע כדי לשפר דבר אחד צריך לוותר על דבר אחר). הפקת תמונה ממיקרוסקופ קונפוקאלי הוא תהליך יחסית איטי מכיוון שיש לבנות את התמונה בסריקה, ולכן לא ניתן לצלם דברים שזזים במהירות הגבוהה ממהירות הסריקה. המיקרוסוקופ הקונפוקאלי הומצא ב1957 על ידי מרווין מינסקי, אך נכנס לשימוש רק בשנות השמונים לאחר שטכנולוגיות לייזר ומחשבים נהיו זמינות: המחשב מאפשר ליצור תמונה סופית במהירות ובקלות יחסית, והלייזר מאפשר להשתמש בשיטות פלורוסנטיות נוספות ולעבוד בעוצמות גבוהות הדרושות לקבלת תמונה איכותית. תודה רבה לערן גרינוולד מהמחלקה למערכות מורכבות בפקולטה לפיסיקה במכון ויצמן למדע על העזרה וההערות בנושא האופטיקה והלייזר מאת: עמוס גוטניק המחלקה לביולוגיה מולקולארית מכון ויצמן למדע
מאת: עמוס גוטניק
המחלקה לביולוגיה מולקולארית
מכון ויצמן למדע
הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה תמיד מתקבלות בברכה.
