Microscopia ottica confocale a scansione e sue applicazioni

3 Introduzione La microscopia confocale a scansione laser si è affermata, da alcuni anni a questa parte, come una potente tecnologia in grado di migliorare la qualità delle osservazioni in microscopia ottica nonché di aprire nuove possibilità di indagine e nuove applicazioni in campi assai vari della ricerca scientifica (dalla biologia cellulare alla fisica dei materiali). L’interesse che attira a sé questo particolare strumento è legato principalmente all’essere una tecnologia figlia del microscopio ottico ma che allo stesso tempo riesce ad essere applicata in campi in cui finora potevano spingersi solo quelli elettronici. Il microscopio confocale basa il suo principio di funzionamento su una piccola apertura, il pinhole, che seleziona i raggi luminosi provenienti soltanto dal fuoco geometrico dell’obiettivo, creando immagini con un contrasto maggiore rispetto a quelle ottenibili con la microscopia tradizionale. Altra caratteristica del microscopio confocale è l’utilizzo oramai diffuso di sorgenti laser che consentono di migliorare drasticamente la qualità delle immagini grazie all’intensità e alla coerenza della luce emessa. I campi di applicazione di un’apparecchiatura confocale spaziano dall’istologia e citologia alla biologia cellulare, all’analisi di superfici e materiali, alla fisiologia (gradienti di calcio ecc.), con la possibilità di lavorare su campioni fissati o viventi. Ne possono trarre vantaggio anche settori come la medicina, la biologia animale e vegetale, la fisica dei materiali. Per questo lavoro di tesi però l’attenzione è stata concentrata su un altro tipo di applicazione: la litografia ottica. Si tratta infatti di una tecnica che fa uso della luce per indurre la formazione di rilievi (o avvallamenti) sulla superficie di materiali fotosensibili. Il materiale del quale si è fatto uso è stato un polimero di azobenzene, molecola che possiede l’interessante proprietà della “fotoisomerizzazione” le cui caratteristiche sono state descritte dettagliatamente nel capitolo III. In questa sede basti dire che tale proprietà permette, attraverso un processo di migrazione di massa nelle zone illuminate, di cambiare la morfologia della superficie del campione riuscendo quindi a realizzare qualsivoglia tipo di struttura. Partendo da questi presupposti, sono possibili numerose applicazioni, dalla realizzazione di dispostivi ottici di archiviazione dati, la costruzione di reticoli di diffrazione ecc. La scelta di lavorare su un microscopio confocale si è rivelata particolarmente interessante poiché le molteplici applicazioni possibili lo rendono una valida alternativa ai costosi microscopi elettronici, chiaramente ciò è possibile solo entro i limiti pratici