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激光共聚焦顯微鏡系統(tǒng)的原理和應(yīng)用
激光掃描共聚焦顯微鏡是二十世紀(jì)80年代發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)具有劃時(shí)代的高科技產(chǎn)品,,它是在熒光顯微鏡成像基礎(chǔ)上加裝了激光掃描裝置,,利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖像處理,,把光學(xué)成像的分辨率提高了30%--40%,,使用紫外或可見(jiàn)光激發(fā)熒光探針,,從而得到細(xì)胞或組織內(nèi)部微細(xì)結(jié)構(gòu)的熒光圖像,,在亞細(xì)胞水平上觀察諸如Ca2+ ,、PH值,膜電位等生理信號(hào)及細(xì)胞形態(tài)的變化,成為形態(tài)學(xué),,分子生物學(xué),,神經(jīng)科學(xué),藥理學(xué),,遺傳學(xué)等領(lǐng)域中新一代強(qiáng)有力的研究工具,。
激光共聚焦顯微鏡系統(tǒng)基本原理
傳統(tǒng)的光學(xué)顯微鏡使用的是場(chǎng)光源,標(biāo)本上每一點(diǎn)的圖像都會(huì)受到鄰近點(diǎn)的衍射或散射光的干擾,;激光掃描共聚焦顯微鏡利用激光束經(jīng)照明針孔形成點(diǎn)光源對(duì)標(biāo)本內(nèi)焦平面的每一點(diǎn)掃描,,標(biāo)本上的被照射點(diǎn),在探測(cè)針孔處成像,,由探測(cè)針孔后的光點(diǎn)倍增管(PMT)或冷電耦器件(cCCD)逐點(diǎn)或逐線接收,,迅速在計(jì)算機(jī)監(jiān)視器屏幕上形成熒光圖像。照明針孔與探測(cè)針孔相對(duì)于物鏡焦平面是共軛的,,焦平面上的點(diǎn)同時(shí)聚焦于照明針孔和發(fā)射針孔,,焦平面以外的點(diǎn)不會(huì)在探測(cè)針孔處成像,這樣得到的共聚焦圖像是標(biāo)本的光學(xué)橫斷面,,克服了普通顯微鏡圖像模糊的缺點(diǎn),。
激光共聚焦顯微鏡應(yīng)用領(lǐng)域
激光共聚焦成像系統(tǒng)能夠用于觀察各種染色、非染色和熒光標(biāo)記的組織和細(xì)胞等,,觀察研究組織切片,,細(xì)胞活體的生長(zhǎng)發(fā)育特征,研究測(cè)定細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸和能量轉(zhuǎn)換,。能夠進(jìn)行活體細(xì)胞中離子和PH值變化研究(RATIO),,神經(jīng)遞質(zhì)研究,微分干涉及熒光的斷層掃描,,多重?zé)晒獾臄鄬訏呙杓爸丿B,,熒光光譜分析熒光各項(xiàng)指標(biāo)定量分析熒光樣品的時(shí)間延遲掃描及動(dòng)態(tài)構(gòu)件組織與細(xì)胞的三維動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)構(gòu)件,熒光共振能量的轉(zhuǎn)移的分析,,熒光原位雜交研究(FISH),,細(xì)胞骨架研究,基因定位研究,,原位實(shí)時(shí)PCR產(chǎn)物分析,,熒光漂白恢復(fù)研究(FRAP),胞間通訊研究,,蛋白質(zhì)間研究,,膜電位與膜流動(dòng)性等研究,完成圖像分析和三維重建等分析,。
細(xì)胞生物學(xué):細(xì)胞結(jié)構(gòu),、細(xì)胞骨架、細(xì)胞膜結(jié)構(gòu),、流動(dòng)性,、受體、細(xì)胞器結(jié)構(gòu)和分布變化
生物化學(xué):酶,、核酸,、FISH(熒光原位雜交)、受體分析
藥理學(xué):藥物對(duì)細(xì)胞的作用及其動(dòng)力學(xué)
生理學(xué):膜受體,、離子通道,、細(xì)胞內(nèi)離子含量、分布,、動(dòng)態(tài)
神經(jīng)生物學(xué):神經(jīng)細(xì)胞結(jié)構(gòu),、神經(jīng)遞質(zhì)的成分、運(yùn)輸和傳遞,、遞質(zhì)受體,、離子內(nèi)外流、神經(jīng)組織結(jié)構(gòu),、細(xì)胞分布
微生物學(xué)和寄生蟲(chóng)學(xué):細(xì)菌,、寄生蟲(chóng)形態(tài)結(jié)構(gòu)
病理學(xué)及臨床應(yīng)用:活檢標(biāo)本診斷、腫瘤診斷,、自身免疫性疾病診斷,、HIV等
遺傳學(xué)和組胚學(xué):細(xì)胞生長(zhǎng)、分化,、成熟變化,、細(xì)胞的三維結(jié)構(gòu)、染色體分析,、基因表達(dá),、基因診斷
激光掃描共聚焦顯微鏡作為一項(xiàng)全新的實(shí)驗(yàn)手段和強(qiáng)有力的研究工具,為我們解決一些以往研究工作中不能解決的技術(shù)難題創(chuàng)造了條件,,因而必將得到更為廣泛的應(yīng)用,。隨著新軟件的不斷開(kāi)發(fā)及各個(gè)學(xué)科的不斷發(fā)展和相互滲透,相信它還將會(huì)有更廣闊的發(fā)展前景,。