Microscopic techniques MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Microscopic techniques - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

सही उत्तर है - दोनों कथन (i) और (ii) सही हैं l

अवधारणा:

एक सूक्ष्मदर्शी की विभेदन क्षमता अभिदृश्यक लेंस के संख्यात्मक द्वारक और प्रकाश की तरंगदैर्ध्य द्वारा निर्धारित की जाती है, जैसा  एब्बे के समीकरण द्वारा दिया गया है:

प्रकाश की तीव्रता, जो चमक या प्रकाश की मात्रा को संदर्भित करती है, इस सूत्र के अनुसार विभेदन क्षमता को सीधे प्रभावित नहीं करती है। प्रकाश की तीव्रता नमूने की समग्र दृश्यता और व्यतिरेक को प्रभावित कर सकती है, लेकिन यह विभेदन क्षमता को नहीं बदलती है, जो मुख्य रूप से तरंगदैर्ध्य और संख्यात्मक द्वारक द्वारा निर्धारित की जाती है।

व्याख्या:

• एक सूक्ष्मदर्शी की विभेदन क्षमता उसकी दो निकटवर्ती बिंदुओं को अलग-अलग इकाइयों के रूप में पहचानने की क्षमता का माप है।
• यह दो मुख्य कारकों पर निर्भर करता है: प्रदीप्ति के लिए उपयोग किए जाने वाले प्रकाश की तरंगदैर्ध्य और लेंस प्रणाली का संख्यात्मक द्वारक।
• प्रकाश की तरंगदैर्ध्य का उपयोग किया गया (कथन i): विभेदन क्षमता प्रकाश की तरंगदैर्ध्य के व्युत्क्रमानुपाती होती है।
  • प्रकाश की छोटी तरंगदैर्ध्य बेहतर विश्लेषण प्रदान करती हैं क्योंकि वे छोटे विवरणों के बीच अंतर कर सकती हैं।
  • यही कारण है कि इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी, जो दृश्य प्रकाश की तुलना में बहुत छोटी तरंगदैर्ध्य वाले इलेक्ट्रॉन बीम का उपयोग करते हैं, में प्रकाशीय सूक्ष्मदर्शी की तुलना में बहुत अधिक विभेदन क्षमता होती है।
• लेंस प्रणाली का संख्यात्मक द्वारक (कथन ii): एक लेंस का संख्यात्मक द्वारक (NA) प्रकाश को एकत्र करने और एक निश्चित वस्तु दूरी पर सूक्ष्म नमूना विवरण को हल करने की उसकी क्षमता का माप है।
  • एक उच्च संख्यात्मक द्वारक सूक्ष्मदर्शी की विभेदन क्षमता को बढ़ाता है।
  • NA लेंस और नमूने के बीच माध्यम के अपवर्तनांक और प्रकाश के अधिकतम शंकु के आधे कोण पर निर्भर करता है जो लेंस में प्रवेश कर सकता है।

सही उत्तर 1.4 है।

अवधारणा:

• एक प्रकाश सूक्ष्मदर्शी एक प्रकार का सूक्ष्मदर्शी है जो छोटे नमूनों की छवियों को आवर्धित करने के लिए दृश्य प्रकाश और लेंसों की एक प्रणाली का उपयोग करता है।
• एक सूक्ष्मदर्शी का रिज़ॉल्यूशन दो बिंदुओं को अलग-अलग बिंदुओं के रूप में पहचानने की क्षमता को संदर्भित करता है। उच्च रिज़ॉल्यूशन का अर्थ है कि बेहतर विवरण देखा जा सकता है।
• प्रकाश सूक्ष्मदर्शी में रिज़ॉल्यूशन कई कारकों से प्रभावित होता है, जिसमें लेंस का संख्यात्मक एपर्चर, उपयोग किए जाने वाले प्रकाश की तरंग दैर्ध्य और प्रकाश के माध्यम से यात्रा करने वाला माध्यम शामिल है।

एक सूक्ष्मदर्शी का रिज़ॉल्यूशन (d) उपयोग किए जाने वाले प्रकाश की तरंग दैर्ध्य (λ) और लेंस के संख्यात्मक एपर्चर (NA) द्वारा निर्धारित किया जाता है। रिज़ॉल्यूशन का अनुमान इस सूत्र का उपयोग करके लगाया जा सकता है

\( d = \frac{0.61\lambda}{NA} \)

जहाँ

• d न्यूनतम हल करने योग्य दूरी (रिज़ॉल्यूशन) है।
• \((\lambda) \)प्रयोग किए गए प्रकाश की तरंग दैर्ध्य है,
• (NA) सूक्ष्मदर्शी लेंस का संख्यात्मक एपर्चर है।

जैसे-जैसे तरंग दैर्ध्य कम होता है, न्यूनतम हल करने योग्य दूरी (d) भी कम होती जाती है, इसलिए रिज़ॉल्यूशन में सुधार होता है।

व्याख्या:

• एक सूक्ष्मदर्शी उद्देश्य का संख्यात्मक एपर्चर (NA) एक महत्वपूर्ण कारक है जो सूक्ष्मदर्शी की समाधान शक्ति और छवि गुणवत्ता को निर्धारित करता है।
• तेल निमज्जन उद्देश्य लेंस विशेष रूप से लेंस और नमूने के कवर स्लिप के बीच निमज्जन तेल की एक बूंद के साथ उपयोग किए जाने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं।
• निमज्जन तेल में कांच के समान अपवर्तनांक होता है, जो प्रकाश अपवर्तन को कम करने और संख्यात्मक एपर्चर को अधिकतम करने में मदद करता है।
• उच्च NA मान बेहतर समाधान शक्ति और नमूने में बेहतर विवरण देखने की क्षमता का संकेत देते हैं।
• एक तेल निमज्जन उद्देश्य लेंस का संख्यात्मक एपर्चर (NA) आमतौर पर 1.25 से 1.4 तक होता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि कांच के समान अपवर्तनांक वाले तेल के उपयोग से शुष्क उद्देश्यों की तुलना में NA अधिक हो जाता है।
• निमज्जन लेंस के साथ तेल का उपयोग करते समय, प्रकाश अपवर्तन में कमी और बेहतर प्रकाश-संग्रह क्षमता के कारण NA उच्च मान प्राप्त कर सकता है।

सही उत्तर क्रमवीक्षण इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शिकी है।

व्याख्या:

• क्रमवीक्षण इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शिकी (SEM): SEM नमूने की सतह को क्रमवीक्षण करने के लिए इलेक्ट्रॉनों की एक केंद्रित किरण का उपयोग करता है।
  • इलेक्ट्रॉन नमूने में परमाणुओं के साथ परस्पर क्रिया करते हैं, जिससे विभिन्न संकेत उत्पन्न होते हैं जिनमें नमूने की सतह की स्थलाकृति और संरचना के बारे में जानकारी होती है।
  • SEM नमूने की सतह की उच्च-विश्लेषण, त्रि-आयामी प्रतिबिंब प्राप्त करने के लिए आदर्श है।
  • SEM द्वारा उत्पादित प्रतिबिंब सूक्ष्म विवरण और बनावट दिखा सकती हैं, जिससे यह सतह संरचनाओं का अध्ययन करने के लिए एक शक्तिशाली उपकरण बन जाता है।
• प्रकाश सूक्ष्मदर्शिकी: यह तकनीक नमूने को प्रकाशित करने और प्रतिबिंब को आवर्धित करने के लिए लेंस का उपयोग करती है।
  • जबकि जीवित कोशिकाओं और ऊतकों को देखने के लिए प्रकाश सूक्ष्मदर्शिकी मूल्यवान है, यह आम तौर पर SEM की उच्च विश्लेषण या 3D प्रतिबिंबन क्षमताएं प्रदान नहीं करता है।
  • प्रकाश सूक्ष्मदर्शिकी आम तौर पर लगभग 1000x तक आवर्धन तक सीमित है।
• प्रतिदीप्ति सूक्ष्मदर्शिकी: इस प्रकार की सूक्ष्मदर्शिकी प्रतिबिंब उत्पन्न करने के लिए प्रतिदीप्ति का उपयोग करती है।
  • नमूने के विशिष्ट घटकों को अंकित करने के लिए प्रतिदीप्त रंजक या प्रोटीन का उपयोग किया जाता है, जो तब एक विशिष्ट तरंग दैर्ध्य द्वारा उत्तेजित होने पर प्रकाश उत्सर्जित करते हैं।
  • प्रतिदीप्ति सूक्ष्मदर्शिकी का उपयोग कोशिकाओं के भीतर विशिष्ट अणुओं के स्थान और गति का अध्ययन करने के लिए किया जाता है।
• संप्रेषण इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शिकी (TEM): TEM में एक बहुत पतले नमूने के माध्यम से इलेक्ट्रॉनों को प्रसारित करना शामिल है।
  • यह अत्यधिक उच्च-विश्लेषण प्रतिबिंब प्रदान करता है और कोशिकाओं और सामग्रियों की आंतरिक संरचना का अध्ययन करने के लिए उपयोग किया जाता है।
  • हालांकि, TEM 3D सतह प्रतिबिंब प्रदान नहीं करता है और इसके लिए व्यापक नमूना तैयारी की आवश्यकता होती है।

सही विकल्प 4 है:

समाधान:

• डिफरेंशियल इंटरफेरेंस कंट्रास्ट (DIC) माइक्रोस्कोपी, जिसे नोमार्स्की माइक्रोस्कोपी के रूप में भी जाना जाता है, एक ऐसी तकनीक है जो जीवित, बिना रंगे और पारदर्शी नमूनों का 3-आयामी दृष्टिकोण प्रदान करती है। यह नमूने के भीतर अपवर्तनांक और प्रकाशिक पथ लंबाई में अंतर का उपयोग करके पारदर्शी नमूनों के विपरीत को बढ़ाता है। यह तकनीक ऐसी छवियां बनाती है जो छायादार, 3D जैसा प्रभाव दिखाती हैं, जिससे यह जीवित, बिना रंगे जैविक नमूनों को देखने के लिए उपयोगी होती है।

• DIC माइक्रोस्कोपी जीवित कोशिकाओं का अध्ययन करते समय विशेष रूप से फायदेमंद होती है, क्योंकि इसे नमूनों को रंगने या ठीक करने की आवश्यकता नहीं होती है, जो कोशिकाओं को बदल या मार सकता है। यह आमतौर पर कोशिकाओं, सूक्ष्मजीवों और अन्य पारदर्शी नमूनों को वास्तविक समय में देखने के लिए उपयोग किया जाता है।

अन्य विकल्पों की व्याख्या:

• विकल्प 1 (कॉनफोकल माइक्रोस्कोपी): कॉनफोकल माइक्रोस्कोपी रंगे हुए नमूनों के 3D पुनर्निर्माण प्रदान कर सकती है, ऑप्टिकल सेक्शन कैप्चर करके, लेकिन इसे आमतौर पर रंगने और फ्लोरोसेंट मार्करों की आवश्यकता होती है। यह बिना रंगे, जीवित नमूनों को उनकी प्राकृतिक अवस्था में देखने के लिए उपयुक्त नहीं है।
• विकल्प 2 (फ्लोरोसेंस माइक्रोस्कोपी): फ्लोरोसेंस माइक्रोस्कोपी को कोशिकाओं के भीतर विशिष्ट संरचनाओं को देखने के लिए फ्लोरोसेंट रंगों या टैग के साथ रंगने की आवश्यकता होती है। यह अत्यधिक विस्तृत चित्र प्रदान करता है लेकिन जीवित, बिना रंगे नमूनों के लिए आदर्श नहीं है।
• विकल्प 3 (फेज कंट्रास्ट माइक्रोस्कोपी): फेज कंट्रास्ट माइक्रोस्कोपी का उपयोग जीवित, बिना रंगे नमूनों को देखने के लिए किया जाता है, कोशिका के विभिन्न भागों के बीच विपरीत को बढ़ाकर। हालांकि, यह DIC माइक्रोस्कोपी के समान स्तर का 3D परिप्रेक्ष्य प्रदान नहीं करता है।

सही मिलान है A - II, B - I, C - III.

व्याख्या:

प्रतिदीप्ति सूक्ष्मदर्शिकी की सैद्धांतिक विभेदन सीमा लगभग 200 nm है, जो मुख्य रूप से प्रकाश की विवर्तन सीमा के कारण है। इस सीमा को दूर करने के लिए, कई अति-विभेदन सूक्ष्मदर्शिकी तकनीकों का विकास किया गया है। ये तकनीकें वैज्ञानिकों को पारंपरिक प्रतिदीप्ति सूक्ष्मदर्शिकी की तुलना में बहुत बेहतर पैमाने पर जैविक संरचनाओं का निरीक्षण करने की अनुमति देती हैं। आइए कुछ सामान्य अति-विभेदन विधियों के सिद्धांतों की समीक्षा करें।

अति-विभेदन सूक्ष्मदर्शिकी विधियाँ और उनके सिद्धांत:

1. संरचित प्रदीप्ति सूक्ष्मदर्शिकी (SIM): SIM में, नमूने को प्रकाश और अंधेरे धारियों के पैटर्न से रोशन किया जाता है। यह मोइरे फ्रिंज बनाता है जो उच्च विभेदन छवि के पुनर्निर्माण में मदद करता है। इस प्रकार, SIM सिद्धांत से मेल खाता है "मॉइरे फ्रिन्जों को उत्पन्न करने के लिए नमूने को प्रकाश और तम पट्टी के क्रम से प्रदीप्त किया जाता है।"
   मिलान: A - II
2. उद्दीप्त उत्सर्जन ह्नास (STED) सूक्ष्मदर्शिकी: STED एक केंद्रित उत्तेजना लेजर बिंदु का उपयोग करता है जो एक डोनट के आकार के क्षय बीम से घिरा होता है। यह ह्रास किरण परिधि में उत्तेजित अणुओं को उनकी मूल अवस्था में लौटने के लिए मजबूर करती है, जिससे प्रतिदीप्ति का केवल एक छोटा सा क्षेत्र रह जाता है, जिससे विभेदन में सुधार होता है। इस प्रकार, STED सिद्धांत से मेल खाता है "केन्द्रित उत्तेजन लेसर बिन्दु, डोनट के आकार के ह्रास पुंज से घिरे रहते हैं।"
   मिलान: B - I
3. प्रकाश-सक्रिय स्थानीयकरण सूक्ष्मदर्शिकी (PALM): PALM GFP (हरी फ्लोरोसेंट प्रोटीन) के एक प्रकार का उपयोग करता है जिसे उत्तेजना के लिए उपयोग किए जाने वाले से अलग तरंग दैर्ध्य द्वारा सक्रिय किया जाता है। यह व्यक्तिगत अणुओं के सटीक स्थानीयकरण की अनुमति देता है। इस प्रकार, PALM सिद्धांत से मेल खाता है "GFP के प्ररूप को उपयोग में लाते हैं, जो कि इसके उत्तेजन तरंगदैधर्य से भिन्न एक तरंगदैधर्य द्वारा सक्रिय होते हैं।"
   मिलान: C - III

Key Points

• संरचित रोशनी सूक्ष्मदर्शिकी (SIM): नमूने को एक पैटर्न वाले प्रकाश से रोशन करके काम करता है, हस्तक्षेप पैटर्न (मोइरे फ्रिंज) का उत्पादन करता है जिन्हें अति-विभेदन प्राप्त करने के लिए कम्प्यूटेशनल रूप से पुनर्निर्मित किया जाता है।
• उत्तेजित उत्सर्जन क्षय (STED) सूक्ष्मदर्शिकी: एक छोटे क्षेत्र में प्रतिदीप्ति को प्रतिबंधित करने के लिए एक क्षय बीम से घिरे एक केंद्रित लेजर बिंदु का उपयोग करता है, जिससे विभेदन में सुधार होता है।
• फोटोएक्टिवेटेड स्थानीयकरण सूक्ष्मदर्शिकी (PALM): एक नमूने में व्यक्तिगत अणुओं के उच्च-सटीक स्थानीयकरण को प्राप्त करने के लिए फोटोएक्टिवेटेबल फ्लोरोसेंट प्रोटीन का उपयोग करता है, विवर्तन सीमा को पार करता है।

सही मिलान है A - II, B - I, C - III.

व्याख्या:

प्रतिदीप्ति सूक्ष्मदर्शिकी की सैद्धांतिक विभेदन सीमा लगभग 200 nm है, जो मुख्य रूप से प्रकाश की विवर्तन सीमा के कारण है। इस सीमा को दूर करने के लिए, कई अति-विभेदन सूक्ष्मदर्शिकी तकनीकों का विकास किया गया है। ये तकनीकें वैज्ञानिकों को पारंपरिक प्रतिदीप्ति सूक्ष्मदर्शिकी की तुलना में बहुत बेहतर पैमाने पर जैविक संरचनाओं का निरीक्षण करने की अनुमति देती हैं। आइए कुछ सामान्य अति-विभेदन विधियों के सिद्धांतों की समीक्षा करें।

अति-विभेदन सूक्ष्मदर्शिकी विधियाँ और उनके सिद्धांत:

1. संरचित प्रदीप्ति सूक्ष्मदर्शिकी (SIM): SIM में, नमूने को प्रकाश और अंधेरे धारियों के पैटर्न से रोशन किया जाता है। यह मोइरे फ्रिंज बनाता है जो उच्च विभेदन छवि के पुनर्निर्माण में मदद करता है। इस प्रकार, SIM सिद्धांत से मेल खाता है "मॉइरे फ्रिन्जों को उत्पन्न करने के लिए नमूने को प्रकाश और तम पट्टी के क्रम से प्रदीप्त किया जाता है।"
   मिलान: A - II
2. उद्दीप्त उत्सर्जन ह्नास (STED) सूक्ष्मदर्शिकी: STED एक केंद्रित उत्तेजना लेजर बिंदु का उपयोग करता है जो एक डोनट के आकार के क्षय बीम से घिरा होता है। यह ह्रास किरण परिधि में उत्तेजित अणुओं को उनकी मूल अवस्था में लौटने के लिए मजबूर करती है, जिससे प्रतिदीप्ति का केवल एक छोटा सा क्षेत्र रह जाता है, जिससे विभेदन में सुधार होता है। इस प्रकार, STED सिद्धांत से मेल खाता है "केन्द्रित उत्तेजन लेसर बिन्दु, डोनट के आकार के ह्रास पुंज से घिरे रहते हैं।"
   मिलान: B - I
3. प्रकाश-सक्रिय स्थानीयकरण सूक्ष्मदर्शिकी (PALM): PALM GFP (हरी फ्लोरोसेंट प्रोटीन) के एक प्रकार का उपयोग करता है जिसे उत्तेजना के लिए उपयोग किए जाने वाले से अलग तरंग दैर्ध्य द्वारा सक्रिय किया जाता है। यह व्यक्तिगत अणुओं के सटीक स्थानीयकरण की अनुमति देता है। इस प्रकार, PALM सिद्धांत से मेल खाता है "GFP के प्ररूप को उपयोग में लाते हैं, जो कि इसके उत्तेजन तरंगदैधर्य से भिन्न एक तरंगदैधर्य द्वारा सक्रिय होते हैं।"
   मिलान: C - III

Key Points

• संरचित रोशनी सूक्ष्मदर्शिकी (SIM): नमूने को एक पैटर्न वाले प्रकाश से रोशन करके काम करता है, हस्तक्षेप पैटर्न (मोइरे फ्रिंज) का उत्पादन करता है जिन्हें अति-विभेदन प्राप्त करने के लिए कम्प्यूटेशनल रूप से पुनर्निर्मित किया जाता है।
• उत्तेजित उत्सर्जन क्षय (STED) सूक्ष्मदर्शिकी: एक छोटे क्षेत्र में प्रतिदीप्ति को प्रतिबंधित करने के लिए एक क्षय बीम से घिरे एक केंद्रित लेजर बिंदु का उपयोग करता है, जिससे विभेदन में सुधार होता है।
• फोटोएक्टिवेटेड स्थानीयकरण सूक्ष्मदर्शिकी (PALM): एक नमूने में व्यक्तिगत अणुओं के उच्च-सटीक स्थानीयकरण को प्राप्त करने के लिए फोटोएक्टिवेटेबल फ्लोरोसेंट प्रोटीन का उपयोग करता है, विवर्तन सीमा को पार करता है।

सही उत्तर विकल्प 3 अर्थात केवल B तथा C है।

अवधारणा:

लेसर स्कैनिंग कोनफोकल माइक्रोस्कोप (LSCM)

• लेजर स्कैनिंग कन्फोकल माइक्रोस्कोपी (LSCM) एक शक्तिशाली इमेजिंग तकनीक है जिसका उपयोग जीवन विज्ञान के विभिन्न क्षेत्रों में जैविक नमूनों की उच्च-रिज़ॉल्यूशन चित्र प्राप्त करने के लिए किया जाता है।
• यह बेहतर स्थानिक रिजोल्यूशन, कम पृष्ठभूमि शोर, तथा नमूनों के विस्तृत त्रि-आयामी पुनर्निर्माण की क्षमता प्रदान करके पारंपरिक वाइड-फील्ड माइक्रोस्कोपी की तुलना में महत्वपूर्ण लाभ प्रदान करता है।

लेसर स्कैनिंग कोनफोकल माइक्रोस्कोप की मुख्य अवधारणाएँ:

संचालन का सिद्धांत:

• LSCM बिंदु रोशनी और बिंदु पहचान के सिद्धांत पर आधारित है।
• एक केंद्रित लेजर किरण नमूने पर स्कैन करती है, तथा एक समय में एक बिंदु को प्रकाशित करती है।
• नमूने से उत्सर्जित प्रतिदीप्ति प्रकाश को एक पिनहोल एपर्चर के माध्यम से एकत्र किया जाता है, जिससे केवल फोकल प्लेन से प्रकाश ही गुजर पाता है।
• यह स्थानिक फ़िल्टरिंग फोकस से बाहर के प्रकाश को हटा देती है, जिसके परिणामस्वरूप कंट्रास्ट और रिज़ॉल्यूशन में सुधार होता है।

कन्फोकल एपर्चर:

• कॉन्फोकल एपर्चर (पिनहोल) का उपयोग LSCM की एक परिभाषित विशेषता है।
• यह उत्सर्जित प्रकाश के संग्रह को एक विशिष्ट तल तक सीमित कर देता है, तथा फोकल तल के ऊपर या नीचे से आने वाले प्रकाश को समाप्त कर देता है ।
• इससे अक्षीय विभेदन में वृद्धि होती है, जिससे नमूनों के भीतर पतले भागों की स्पष्ट चित्र प्राप्त करना संभव हो जाता है।

स्कैनिंग तंत्र:

• स्कैनिंग दर्पण लेजर किरण को नमूने पर रेखापुंज पैटर्न में निर्देशित करते हैं।
• विभिन्न बिंदुओं से प्रतिदीप्ति का क्रमिक संग्रह एक द्वि-आयामी छवि उत्पन्न करता है।
• कई विमानों (z-स्टैक) के माध्यम से स्कैनिंग करके, LSCM तीन आयामी छवियों का निर्माण कर सकता है, जिससे शोधकर्ताओं को नमूने के भीतर संरचनाओं के स्थानिक वितरण की कल्पना करने की अनुमति मिलती है।

बेहतर स्थानिक संकल्प:

• LSCM, फोकस से बाहर के प्रकाश को अस्वीकार करने की अपनी क्षमता के कारण, वाइड-फील्ड माइक्रोस्कोपी की तुलना में उच्च स्थानिक रिजोल्यूशन प्राप्त करता है।
• यह विशेष रूप से जटिल विवरणों वाली संरचनाओं की इमेजिंग के लिए फायदेमंद है, जैसे कि कोशिकीय अंगक और सूक्ष्म कोशिकीय प्रक्रियाएं

प्रतिदीप्ति लेबलिंग;

• किसी नमूने के भीतर विशिष्ट संरचनाओं को देखने के लिए, शोधकर्ता फ्लोरोसेंट रंगों या प्रोटीनों का उपयोग करते हैं, जो चुनिंदा रूप से अपने लक्ष्य अणुओं से बंधते हैं या उन्हें लेबल करते हैं ।
• विभिन्न फ्लोरोफोर अलग-अलग तरंगदैर्घ्य पर प्रकाश उत्सर्जित करते हैं, जिससे उपयुक्त फिल्टरों का उपयोग करके एक साथ कई संरचनाओं को लेबल किया जा सकता है और उनका चित्र बनाया जा सकता है ।

अनुप्रयोग:

• LSCM का अनुप्रयोग विभिन्न क्षेत्रों में होता है, जिनमें कोशिका जीव विज्ञान, विकासात्मक जीव विज्ञान, तंत्रिका विज्ञान और पैथोलॉजी शामिल हैं।
• इसका उपयोग कोशिका आकारिकी, प्रोटीन स्थानीयकरण, अंतःकोशिकीय यातायात, गतिशील प्रक्रियाओं और जैवअणुओं के बीच अंतःक्रियाओं का अध्ययन करने के लिए किया जाता है।

स्पष्टीकरण:

कथन A ग़लत है:

• लेजर स्कैनिंग कन्फोकल माइक्रोस्कोपी (LSCM) एक व्यापक क्षेत्र तकनीक नहीं है।
• यह बिंदु प्रकाश और बिंदु पहचान के सिद्धांत पर कार्य करता है, जहां एक केंद्रित लेजर किरण नमूने के बिंदु दर बिंदु स्कैन करती है।

कथन B सही है:

• LSCM में नमूने से उत्सर्जित प्रकाश के केवल केंद्रीय भाग को पकड़ने के लिए पिनहोल का उपयोग बेहतर स्थानिक रिजोल्यूशन प्राप्त करने में मदद करता है।
• फोकस से बाहर के प्रकाश को अस्वीकार करके, LSCM वाइड-फील्ड माइक्रोस्कोपी की तुलना में उच्च रिज़ॉल्यूशन वाले चित्र उत्पन्न करता है।

कथन C सही है:

• LSCM में स्कैनिंग दर्पण महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।
• वे लेजर किरण को नमूने पर रेखापुंज पैटर्न में स्कैन करने के लिए निर्देशित करते हैं, तथा अलग-अलग बिंदुओं से प्रतिदीप्ति को प्रकाशित और एकत्रित करते हैं।

कथन D ग़लत है:

• LSCM में पिनहोल एपर्चर का आकार छवि के रिज़ोल्यूशन पर सीधा प्रभाव डालता है।
• छोटे पिनहोल के कारण फोकस से बाहर के प्रकाश को बेहतर तरीके से अस्वीकार किया जा सकता है, जिससे रिज़ोल्यूशन बेहतर हो जाता है।

कथन E गलत है:

• LSCM में फोटोमल्टीप्लायर ट्यूब (PMTs) का उपयोग प्रतिदीप्ति संकेतों का पता लगाने के लिए किया जाता है।
• LSCM चित्र आमतौर पर ग्रेस्केल होती हैं, जो एक विशिष्ट तरंगदैर्घ्य पर प्रतिदीप्ति की तीव्रता को दर्शाती हैं।
• रंग संबंधी जानकारी विभिन्न तरंगदैर्घ्यों पर उत्सर्जित होने वाले अनेक फ्लोरोफोरों का उपयोग करके तथा ग्रेस्केल छवियों पर ओवरले करके प्राप्त की जाती है, न कि वास्तविक रंग उत्पन्न करने के लिए PMT का उपयोग करके।

अतः सही उत्तर विकल्प 3 है।

Key Points

• उत्कृष्ट-विभेदन सूक्ष्मदर्शीता (SRM) उन्नत सूक्ष्मदर्शीता तकनीक है जो पारंपरिक सूक्ष्मदर्शीता की तुलना में उच्च विभेदन प्राप्त करती है।
• प्रकाश के विवर्तन के कारण पारंपरिक प्रकाश सूक्ष्मदर्शी की विभेदन सीमा लगभग 200nm है।
• SRM पारंपरिक सूक्ष्मदर्शीता की तुलना में 20 गुना अधिक विभेदन प्राप्त कर सकता है।
• एबे (1873) ने उस स्थान की त्रिज्या को, जहाँ प्रकाश विवर्तित होता है, विवर्तन सीमा के रूप में परिभाषित किया है।
• एबे की विवर्तन सीमा प्रकाश तरंगदैर्घ्य, माध्यम के अपवर्तनांक और अभिसारी बिन्दु के अर्धकोण पर निर्भर करती है।
• संख्यात्मक एपर्चर (NA) एक सीमित कारक है , और आज के शीर्ष प्रकाशिकी में अधिकतम लगभग 1.4 NA है, जिसके परिणामस्वरूप λ/2NA, या 0.25 μ मीटर (500 NAम पर हरे प्रकाश के लिए) (200 NAम पार्श्व / 500 NAम अक्षीय) की एबे सीमा होती है। यह विभेदन कोशिकाओं के अंदर दो अलग-अलग घटकों और अणुओं के बीच अंतर करने के लिए काफी उच्च है।
• इससे समाधान पर एक सीमा उत्पन्न होती है।
• प्रकाश की विवर्तन सीमा को पार करने के लिए, वैज्ञानिक उत्कृष्ट-विभेदन सूक्ष्मदर्शीता (SRM) का उपयोग करते हैं जो पूरे ऑर्गेनेल और व्यक्तिगत प्रोटीन सहित नैनोस्केल पैमाने पर कोशिकीय संरचनाओं का अध्ययन करने में मदद करता है।
• उत्कृष्ट-विभेदन सूक्ष्मदर्शीता तकनीकों को उनके अंतर्निहित अधिकतम टेम्पोरल विभेदन और पार्श्व/अक्षीय विभेदन के आधार पर मोटे तौर पर दो समूहों में विभाजित किया जा सकता है।
  • उत्तेजित उत्सर्जन ह्रास (STED) और संरचित प्रदीप्ति सूक्ष्मदर्शीता (SIM) पैटर्नयुक्त प्रकाश प्रदीप्ति तकनीकों के दो उदाहरण हैं, जहां दृष्टिकोण बिंदु-प्रसार फ़ंक्शन को नियंत्रित करके उत्तेजित प्रकाश पैटर्न को संशोधित करके फोकल स्पॉट आकार को कम करना है।
  • दूसरी श्रेणी एकल अणु स्थानीयकरण-आधारित तकनीक है जिसमें STORM (प्रसंभाव्य ध्रुवण पुननिर्माण सूक्ष्मदर्शीता) और PALM (फोटो-एक्टिवेशन लोकलाइजेशन सूक्ष्मदर्शीता) शामिल हैं। विवर्तन अवरोध को दूर करने के लिए इस दृष्टिकोण में, फोटोस्विचेबल या फोटोएक्टिवेटेबल फ्लोरोसेंट जांच का उपयोग किया जाता है।

स्पष्टीकरण:

विकल्प 1: संरचित प्रदीप्ति सूक्षमदर्शी (SIM)

• SIM का सिद्धांत मोइरे प्रभाव पैदा करने के लिए हस्तक्षेप प्रकाश पैटर्न उत्पन्न करने हेतु नमूने के उत्तेजना पर आधारित है।
• छवियों को विवर्तन सीमा से लगभग दो गुना अधिक विभेदन पर समझा जाता है।
• फोटोस्टेबल रंगों का उपयोग गुणवत्तापूर्ण चित्र बनाने के लिए किया जाता है।
• जबकि जीवित कोशिकाओं को देखने के लिए कार्बनिक रंगों के अतिरिक्त फ्लोरोसेंट प्रोटीन का भी आमतौर पर उपयोग किया जाता है।
• अन्य SRM तकनीकों की तुलना में सिम का लाभ यह है कि इसका उपयोग मोटे भागों की इमेजिंग के लिए किया जा सकता है।
• इस तकनीक में फोटोएक्टिवेटेबल जांच का उपयोग नहीं किया जाता है।
• इसलिए, यह एक गलत विकल्प है।

विकल्प 2: dSTORM - प्रसंभाव्य पुनर्निर्माण सूक्ष्मदर्शीता

• प्रसंभाव्य ध्रुवण पुनर्निर्माण सूक्ष्मदर्शीता एकल-अणु प्रतिदीप्ति संकेत के प्रसंभाव्य स्विचिंग पर आधारित है।
• STORM में, विवर्तन अवरोध को फोटोएक्टिवेटेबल या फोटोस्विचेबल जांच का उपयोग करके दूर किया जाता है जो फ्लोरोसेंट (प्रकाश) और अंधेरे अवस्थाओं के बीच संक्रमण करते हैं।
• अतः यह सही उत्तर है।

विकल्प 3: उत्तेजित उत्सर्जन ह्रास सूक्ष्मदर्शीता

• उत्तेजित उत्सर्जन ह्रास सूक्ष्मदर्शीता (STED) की व्यवस्था लेजर अवलोकन संनाभि सूक्ष्मदर्शी के समान है।
• LSCM में, छवि बनाने के लिए एक एकल लेजर का उपयोग किया जाता है, जबकि STED में फोकल प्लेन पर दो लेजर का उपयोग किया जाता है। पहला लेजर जिसे उत्तेजक लेजर कहा जाता है, फ्लोरोफोर को उत्तेजित करता है जबकि दूसरा लेजर जिसे STED लेजर कहा जाता है, उत्तेजित अवस्था वाले फ्लोरोफोर को दबा देता है जो उत्तेजना फोकल बिंदु के पास स्थित होता है। दमन की इस प्रक्रिया को उत्तेजित उत्सर्जन कहा जाता है।
• दोनों लेज़र मिलकर बिंदु प्रसार कार्य को कम करते हैं जिससे विभेदन बढ़ जाता है।
• इसलिए, चित्र प्राप्ति के दौरान, मानक उत्तेजन लेजर पल्स के तुरंत बाद एक लम्बी तरंगदैर्घ्य वाली डोनट के आकार की पल्स आती है, जिसे STED बीम के रूप में जाना जाता है।
• इसलिए, यह एक गलत विकल्प है।

विकल्प 4 : लेजर अवलोकन संनाभि सूक्ष्मदर्शी

• लेजर अवलोकन संनाभि सूक्ष्मदर्शी (LSCM) संनाभि सूक्ष्मदर्शीता का एक प्रकार है।
• जब लेज़र प्रकाश को नमूने के एक छोटे से स्थान पर केंद्रित किया जाता है तो फ्लोरोफोर उत्तेजित हो जाते हैं और प्रतिदीप्ति उत्सर्जित करते हैं। प्रतिदीप्ति की प्रकाश तीव्रता बिंदु-प्रसार फ़ंक्शन और छवि द्वारा विभेदन की सीमाओं द्वारा निर्धारित की जाती है। डिटेक्टर प्रतिदीप्ति प्रकाश को इकट्ठा करते हैं जिसे एकल पिक्सेल के रूप में आउटपुट किया जाता है।
• इसमें क्षेत्र की गहराई को नियंत्रित करने की क्षमता है, जिससे मोटे नमूनों से शृंखलाबद्ध खंड एकत्रित किए जा सकते हैं।
• फ्लोरोफोरस LSCM का एक आवश्यक घटक है लेकिन वे फोटोएक्टिवेटेड फ्लोरोफोरस नहीं हैं।
• इसलिए, यह एक गलत उत्तर है।

अतः सही उत्तर विकल्प 2 अर्थात dSTORM - प्रसंभाव्य ध्रुवण पुनर्निर्माण सूक्ष्मदर्शीता है।

सही मिलान है A - II, B - I, C - III.

व्याख्या:

प्रतिदीप्ति सूक्ष्मदर्शिकी की सैद्धांतिक विभेदन सीमा लगभग 200 nm है, जो मुख्य रूप से प्रकाश की विवर्तन सीमा के कारण है। इस सीमा को दूर करने के लिए, कई अति-विभेदन सूक्ष्मदर्शिकी तकनीकों का विकास किया गया है। ये तकनीकें वैज्ञानिकों को पारंपरिक प्रतिदीप्ति सूक्ष्मदर्शिकी की तुलना में बहुत बेहतर पैमाने पर जैविक संरचनाओं का निरीक्षण करने की अनुमति देती हैं। आइए कुछ सामान्य अति-विभेदन विधियों के सिद्धांतों की समीक्षा करें।

अति-विभेदन सूक्ष्मदर्शिकी विधियाँ और उनके सिद्धांत:

1. संरचित प्रदीप्ति सूक्ष्मदर्शिकी (SIM): SIM में, नमूने को प्रकाश और अंधेरे धारियों के पैटर्न से रोशन किया जाता है। यह मोइरे फ्रिंज बनाता है जो उच्च विभेदन छवि के पुनर्निर्माण में मदद करता है। इस प्रकार, SIM सिद्धांत से मेल खाता है "मॉइरे फ्रिन्जों को उत्पन्न करने के लिए नमूने को प्रकाश और तम पट्टी के क्रम से प्रदीप्त किया जाता है।"
   मिलान: A - II
2. उद्दीप्त उत्सर्जन ह्नास (STED) सूक्ष्मदर्शिकी: STED एक केंद्रित उत्तेजना लेजर बिंदु का उपयोग करता है जो एक डोनट के आकार के क्षय बीम से घिरा होता है। यह ह्रास किरण परिधि में उत्तेजित अणुओं को उनकी मूल अवस्था में लौटने के लिए मजबूर करती है, जिससे प्रतिदीप्ति का केवल एक छोटा सा क्षेत्र रह जाता है, जिससे विभेदन में सुधार होता है। इस प्रकार, STED सिद्धांत से मेल खाता है "केन्द्रित उत्तेजन लेसर बिन्दु, डोनट के आकार के ह्रास पुंज से घिरे रहते हैं।"
   मिलान: B - I
3. प्रकाश-सक्रिय स्थानीयकरण सूक्ष्मदर्शिकी (PALM): PALM GFP (हरी फ्लोरोसेंट प्रोटीन) के एक प्रकार का उपयोग करता है जिसे उत्तेजना के लिए उपयोग किए जाने वाले से अलग तरंग दैर्ध्य द्वारा सक्रिय किया जाता है। यह व्यक्तिगत अणुओं के सटीक स्थानीयकरण की अनुमति देता है। इस प्रकार, PALM सिद्धांत से मेल खाता है "GFP के प्ररूप को उपयोग में लाते हैं, जो कि इसके उत्तेजन तरंगदैधर्य से भिन्न एक तरंगदैधर्य द्वारा सक्रिय होते हैं।"
   मिलान: C - III

Key Points

• संरचित रोशनी सूक्ष्मदर्शिकी (SIM): नमूने को एक पैटर्न वाले प्रकाश से रोशन करके काम करता है, हस्तक्षेप पैटर्न (मोइरे फ्रिंज) का उत्पादन करता है जिन्हें अति-विभेदन प्राप्त करने के लिए कम्प्यूटेशनल रूप से पुनर्निर्मित किया जाता है।
• उत्तेजित उत्सर्जन क्षय (STED) सूक्ष्मदर्शिकी: एक छोटे क्षेत्र में प्रतिदीप्ति को प्रतिबंधित करने के लिए एक क्षय बीम से घिरे एक केंद्रित लेजर बिंदु का उपयोग करता है, जिससे विभेदन में सुधार होता है।
• फोटोएक्टिवेटेड स्थानीयकरण सूक्ष्मदर्शिकी (PALM): एक नमूने में व्यक्तिगत अणुओं के उच्च-सटीक स्थानीयकरण को प्राप्त करने के लिए फोटोएक्टिवेटेबल फ्लोरोसेंट प्रोटीन का उपयोग करता है, विवर्तन सीमा को पार करता है।

:अवधारणा

• हाल के वर्षों में प्रतिदीप्ति इमेजिंग में सबसे महत्वपूर्ण विकासों में से एक संनाभि लेसर क्रमवीक्षण सूक्ष्मदर्शी (CLSM) है, जिसे जैविक अध्ययन में एक महत्वपूर्ण उपकरण माना जाता है।
• इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी की तुलना में बहुत कम रिज़ॉल्यूशन प्राप्त करते हुए, CLSM तीन आयामी (3D) लाइव इमेजिंग के साथ संगत है, जो गतिशील कोशिकीय और आणविक प्रक्रियाओं तक पहुँच की अनुमति देता है।
• इसे काफी कम नमूना तैयारी की भी आवश्यकता होती है। फोटोनिक इमेजिंग तकनीकों के परिवार में CLSM शामिल है।
• संनाभि केवल फोकल प्लेन से एक छवि प्राप्त करने की प्रक्रिया को संदर्भित करता है, जिसमें नमूना मोटाई के कारण होने वाले किसी भी शोर को ऑप्टिकल रूप से समाप्त कर दिया जाता है।​

व्याख्या:

• एक कैमरा जो एक सूक्ष्मदर्शी से जुड़ता है और जांच की जा रही वस्तु के स्थिर चित्रों या गति चित्रों को कैप्चर करता है, जिसे सूक्ष्मदर्शी चार्ज-कपल्ड डिवाइस (CCD) कैमरा के रूप में जाना जाता है।
• सरल छवि देखने के लिए, कैमरों को या तो अंतर्निहित मॉनिटर से लैस किया जा सकता है या कंप्यूटर से जोड़ा जा सकता है।
• पिनहोल, लेजर और संसूचकें इस सूक्ष्मदर्शी के लिए पूर्ण आवश्यकताएं हैं जबकि CCD कैमरा नहीं है।

इसलिए, सही उत्तर विकल्प 1 अर्थात CCD कैमरा है। 

सही उत्तर है - दोनों कथन (i) और (ii) सही हैं l

अवधारणा:

एक सूक्ष्मदर्शी की विभेदन क्षमता अभिदृश्यक लेंस के संख्यात्मक द्वारक और प्रकाश की तरंगदैर्ध्य द्वारा निर्धारित की जाती है, जैसा  एब्बे के समीकरण द्वारा दिया गया है:

प्रकाश की तीव्रता, जो चमक या प्रकाश की मात्रा को संदर्भित करती है, इस सूत्र के अनुसार विभेदन क्षमता को सीधे प्रभावित नहीं करती है। प्रकाश की तीव्रता नमूने की समग्र दृश्यता और व्यतिरेक को प्रभावित कर सकती है, लेकिन यह विभेदन क्षमता को नहीं बदलती है, जो मुख्य रूप से तरंगदैर्ध्य और संख्यात्मक द्वारक द्वारा निर्धारित की जाती है।

व्याख्या:

• एक सूक्ष्मदर्शी की विभेदन क्षमता उसकी दो निकटवर्ती बिंदुओं को अलग-अलग इकाइयों के रूप में पहचानने की क्षमता का माप है।
• यह दो मुख्य कारकों पर निर्भर करता है: प्रदीप्ति के लिए उपयोग किए जाने वाले प्रकाश की तरंगदैर्ध्य और लेंस प्रणाली का संख्यात्मक द्वारक।
• प्रकाश की तरंगदैर्ध्य का उपयोग किया गया (कथन i): विभेदन क्षमता प्रकाश की तरंगदैर्ध्य के व्युत्क्रमानुपाती होती है।
  • प्रकाश की छोटी तरंगदैर्ध्य बेहतर विश्लेषण प्रदान करती हैं क्योंकि वे छोटे विवरणों के बीच अंतर कर सकती हैं।
  • यही कारण है कि इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी, जो दृश्य प्रकाश की तुलना में बहुत छोटी तरंगदैर्ध्य वाले इलेक्ट्रॉन बीम का उपयोग करते हैं, में प्रकाशीय सूक्ष्मदर्शी की तुलना में बहुत अधिक विभेदन क्षमता होती है।
• लेंस प्रणाली का संख्यात्मक द्वारक (कथन ii): एक लेंस का संख्यात्मक द्वारक (NA) प्रकाश को एकत्र करने और एक निश्चित वस्तु दूरी पर सूक्ष्म नमूना विवरण को हल करने की उसकी क्षमता का माप है।
  • एक उच्च संख्यात्मक द्वारक सूक्ष्मदर्शी की विभेदन क्षमता को बढ़ाता है।
  • NA लेंस और नमूने के बीच माध्यम के अपवर्तनांक और प्रकाश के अधिकतम शंकु के आधे कोण पर निर्भर करता है जो लेंस में प्रवेश कर सकता है।

सही उत्तर 1.4 है।

अवधारणा:

• एक प्रकाश सूक्ष्मदर्शी एक प्रकार का सूक्ष्मदर्शी है जो छोटे नमूनों की छवियों को आवर्धित करने के लिए दृश्य प्रकाश और लेंसों की एक प्रणाली का उपयोग करता है।
• एक सूक्ष्मदर्शी का रिज़ॉल्यूशन दो बिंदुओं को अलग-अलग बिंदुओं के रूप में पहचानने की क्षमता को संदर्भित करता है। उच्च रिज़ॉल्यूशन का अर्थ है कि बेहतर विवरण देखा जा सकता है।
• प्रकाश सूक्ष्मदर्शी में रिज़ॉल्यूशन कई कारकों से प्रभावित होता है, जिसमें लेंस का संख्यात्मक एपर्चर, उपयोग किए जाने वाले प्रकाश की तरंग दैर्ध्य और प्रकाश के माध्यम से यात्रा करने वाला माध्यम शामिल है।

एक सूक्ष्मदर्शी का रिज़ॉल्यूशन (d) उपयोग किए जाने वाले प्रकाश की तरंग दैर्ध्य (λ) और लेंस के संख्यात्मक एपर्चर (NA) द्वारा निर्धारित किया जाता है। रिज़ॉल्यूशन का अनुमान इस सूत्र का उपयोग करके लगाया जा सकता है

\( d = \frac{0.61\lambda}{NA} \)

जहाँ

• d न्यूनतम हल करने योग्य दूरी (रिज़ॉल्यूशन) है।
• \((\lambda) \)प्रयोग किए गए प्रकाश की तरंग दैर्ध्य है,
• (NA) सूक्ष्मदर्शी लेंस का संख्यात्मक एपर्चर है।

जैसे-जैसे तरंग दैर्ध्य कम होता है, न्यूनतम हल करने योग्य दूरी (d) भी कम होती जाती है, इसलिए रिज़ॉल्यूशन में सुधार होता है।

व्याख्या:

• एक सूक्ष्मदर्शी उद्देश्य का संख्यात्मक एपर्चर (NA) एक महत्वपूर्ण कारक है जो सूक्ष्मदर्शी की समाधान शक्ति और छवि गुणवत्ता को निर्धारित करता है।
• तेल निमज्जन उद्देश्य लेंस विशेष रूप से लेंस और नमूने के कवर स्लिप के बीच निमज्जन तेल की एक बूंद के साथ उपयोग किए जाने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं।
• निमज्जन तेल में कांच के समान अपवर्तनांक होता है, जो प्रकाश अपवर्तन को कम करने और संख्यात्मक एपर्चर को अधिकतम करने में मदद करता है।
• उच्च NA मान बेहतर समाधान शक्ति और नमूने में बेहतर विवरण देखने की क्षमता का संकेत देते हैं।
• एक तेल निमज्जन उद्देश्य लेंस का संख्यात्मक एपर्चर (NA) आमतौर पर 1.25 से 1.4 तक होता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि कांच के समान अपवर्तनांक वाले तेल के उपयोग से शुष्क उद्देश्यों की तुलना में NA अधिक हो जाता है।
• निमज्जन लेंस के साथ तेल का उपयोग करते समय, प्रकाश अपवर्तन में कमी और बेहतर प्रकाश-संग्रह क्षमता के कारण NA उच्च मान प्राप्त कर सकता है।

सही उत्तर क्रमवीक्षण इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शिकी है।

व्याख्या:

• क्रमवीक्षण इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शिकी (SEM): SEM नमूने की सतह को क्रमवीक्षण करने के लिए इलेक्ट्रॉनों की एक केंद्रित किरण का उपयोग करता है।
  • इलेक्ट्रॉन नमूने में परमाणुओं के साथ परस्पर क्रिया करते हैं, जिससे विभिन्न संकेत उत्पन्न होते हैं जिनमें नमूने की सतह की स्थलाकृति और संरचना के बारे में जानकारी होती है।
  • SEM नमूने की सतह की उच्च-विश्लेषण, त्रि-आयामी प्रतिबिंब प्राप्त करने के लिए आदर्श है।
  • SEM द्वारा उत्पादित प्रतिबिंब सूक्ष्म विवरण और बनावट दिखा सकती हैं, जिससे यह सतह संरचनाओं का अध्ययन करने के लिए एक शक्तिशाली उपकरण बन जाता है।
• प्रकाश सूक्ष्मदर्शिकी: यह तकनीक नमूने को प्रकाशित करने और प्रतिबिंब को आवर्धित करने के लिए लेंस का उपयोग करती है।
  • जबकि जीवित कोशिकाओं और ऊतकों को देखने के लिए प्रकाश सूक्ष्मदर्शिकी मूल्यवान है, यह आम तौर पर SEM की उच्च विश्लेषण या 3D प्रतिबिंबन क्षमताएं प्रदान नहीं करता है।
  • प्रकाश सूक्ष्मदर्शिकी आम तौर पर लगभग 1000x तक आवर्धन तक सीमित है।
• प्रतिदीप्ति सूक्ष्मदर्शिकी: इस प्रकार की सूक्ष्मदर्शिकी प्रतिबिंब उत्पन्न करने के लिए प्रतिदीप्ति का उपयोग करती है।
  • नमूने के विशिष्ट घटकों को अंकित करने के लिए प्रतिदीप्त रंजक या प्रोटीन का उपयोग किया जाता है, जो तब एक विशिष्ट तरंग दैर्ध्य द्वारा उत्तेजित होने पर प्रकाश उत्सर्जित करते हैं।
  • प्रतिदीप्ति सूक्ष्मदर्शिकी का उपयोग कोशिकाओं के भीतर विशिष्ट अणुओं के स्थान और गति का अध्ययन करने के लिए किया जाता है।
• संप्रेषण इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शिकी (TEM): TEM में एक बहुत पतले नमूने के माध्यम से इलेक्ट्रॉनों को प्रसारित करना शामिल है।
  • यह अत्यधिक उच्च-विश्लेषण प्रतिबिंब प्रदान करता है और कोशिकाओं और सामग्रियों की आंतरिक संरचना का अध्ययन करने के लिए उपयोग किया जाता है।
  • हालांकि, TEM 3D सतह प्रतिबिंब प्रदान नहीं करता है और इसके लिए व्यापक नमूना तैयारी की आवश्यकता होती है।

सही विकल्प 4 है:

समाधान:

• डिफरेंशियल इंटरफेरेंस कंट्रास्ट (DIC) माइक्रोस्कोपी, जिसे नोमार्स्की माइक्रोस्कोपी के रूप में भी जाना जाता है, एक ऐसी तकनीक है जो जीवित, बिना रंगे और पारदर्शी नमूनों का 3-आयामी दृष्टिकोण प्रदान करती है। यह नमूने के भीतर अपवर्तनांक और प्रकाशिक पथ लंबाई में अंतर का उपयोग करके पारदर्शी नमूनों के विपरीत को बढ़ाता है। यह तकनीक ऐसी छवियां बनाती है जो छायादार, 3D जैसा प्रभाव दिखाती हैं, जिससे यह जीवित, बिना रंगे जैविक नमूनों को देखने के लिए उपयोगी होती है।

• DIC माइक्रोस्कोपी जीवित कोशिकाओं का अध्ययन करते समय विशेष रूप से फायदेमंद होती है, क्योंकि इसे नमूनों को रंगने या ठीक करने की आवश्यकता नहीं होती है, जो कोशिकाओं को बदल या मार सकता है। यह आमतौर पर कोशिकाओं, सूक्ष्मजीवों और अन्य पारदर्शी नमूनों को वास्तविक समय में देखने के लिए उपयोग किया जाता है।

अन्य विकल्पों की व्याख्या:

• विकल्प 1 (कॉनफोकल माइक्रोस्कोपी): कॉनफोकल माइक्रोस्कोपी रंगे हुए नमूनों के 3D पुनर्निर्माण प्रदान कर सकती है, ऑप्टिकल सेक्शन कैप्चर करके, लेकिन इसे आमतौर पर रंगने और फ्लोरोसेंट मार्करों की आवश्यकता होती है। यह बिना रंगे, जीवित नमूनों को उनकी प्राकृतिक अवस्था में देखने के लिए उपयुक्त नहीं है।
• विकल्प 2 (फ्लोरोसेंस माइक्रोस्कोपी): फ्लोरोसेंस माइक्रोस्कोपी को कोशिकाओं के भीतर विशिष्ट संरचनाओं को देखने के लिए फ्लोरोसेंट रंगों या टैग के साथ रंगने की आवश्यकता होती है। यह अत्यधिक विस्तृत चित्र प्रदान करता है लेकिन जीवित, बिना रंगे नमूनों के लिए आदर्श नहीं है।
• विकल्प 3 (फेज कंट्रास्ट माइक्रोस्कोपी): फेज कंट्रास्ट माइक्रोस्कोपी का उपयोग जीवित, बिना रंगे नमूनों को देखने के लिए किया जाता है, कोशिका के विभिन्न भागों के बीच विपरीत को बढ़ाकर। हालांकि, यह DIC माइक्रोस्कोपी के समान स्तर का 3D परिप्रेक्ष्य प्रदान नहीं करता है।