熒光顯微鏡原理與標(biāo)本的制作方法熒光顯微鏡原理 熒光顯微鏡是免疫熒光細(xì)胞化學(xué)的基本工具,。它是由光源、濾板系統(tǒng)和光學(xué)系統(tǒng)等主要部件組成,。是利用一定波長(zhǎng)的光激發(fā)標(biāo)本發(fā)射熒光,,通過物鏡和目鏡系統(tǒng)放大以觀察標(biāo)本的熒光圖像
(一)光源
現(xiàn)在多采用200W的超高壓汞燈作光源,它是用石英玻璃制作,,中間呈球形,,內(nèi)充一定數(shù)量的汞,工作時(shí)由兩個(gè)電極間放電,,引起水銀蒸發(fā),,球內(nèi)氣壓迅速升高,當(dāng)水銀*蒸發(fā)時(shí),,可達(dá)50~70個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力,,這一過程一般約需5~15min。超高壓汞燈的發(fā)光是電極間放電使水銀分子不斷解離和還原過程中發(fā)射光量子的結(jié)果,。它發(fā)射很強(qiáng)的紫外和藍(lán)紫光,,足以激發(fā)各類熒光物質(zhì),因此,,為熒光顯微鏡普遍采用,。
超高壓汞燈也散發(fā)大量熱能。因此,,燈室必須有良好的散熱條件,,工作環(huán)境溫度不宜太高。
新型超高壓汞燈在使用初期不需高電壓即可引燃,,使用一些時(shí)間后,,則需要高壓?jiǎn)?dòng)(約為15000V),啟動(dòng)后,,維持工作電壓一般為50~60V,,工作電流約4A左右。200W超高壓汞燈的平均壽命,,在每次使用2h的情況下約為200h,,開動(dòng)一次工作時(shí)間愈短,則壽命愈短,,如開一次只工作20min,,則壽命降低50%。因此,,使用時(shí)盡量減少啟動(dòng)次數(shù),。燈泡在使用過程中,,其光效是逐漸降低的。燈熄滅后要等待冷卻才能重新啟動(dòng),。點(diǎn)燃燈泡后不可立即關(guān)閉,,以免水銀蒸發(fā)不*而損壞電極,一般需要等15min,。由于超高壓汞燈壓力很高,,紫外線強(qiáng)烈,因此燈泡必須置燈室中方可點(diǎn)燃,,以免傷害眼睛和發(fā)生爆炸時(shí)造成操作,。
超高壓汞燈(100W或200W)光源的電路和包括變壓、鎮(zhèn)流,、啟動(dòng)幾個(gè)部分,。在燈室上有調(diào)節(jié) 燈泡發(fā)光中心的系統(tǒng),燈泡球部后面安裝有鍍鋁的凹面反射鏡,,前面安裝有集光透鏡,。
產(chǎn)超高壓汞燈GCQ-200型性能良好,可以代替HBO-200等型的進(jìn)口燈泡,,平均壽命在200h以上,,價(jià)格也比較低。
我研制的一種簡(jiǎn)易輕便型高色溫溴鎢熒光光源裝置,,體積小,,重量輕,功率小,,交,、直流兩用(自帶直流電源),易于攜帶,,使用方便,,已推廣應(yīng)用。 (二)濾色系統(tǒng)
濾色系統(tǒng)是熒光顯微鏡的重要部位,,由激發(fā)濾板和壓制濾板組成,。濾板型號(hào),各廠家名稱常不統(tǒng)一,。濾板一般都以基本色調(diào)命名,,前面字母代表色調(diào),后面字母代表玻璃,,數(shù)字代表型號(hào)特點(diǎn)。如德產(chǎn)品(Schott)BG12,,就是種藍(lán)色玻璃,,B是藍(lán)色的*個(gè)字母,,G是玻璃的*個(gè)字母;我產(chǎn)品的名稱已統(tǒng)一用拼音字母表示,,如相當(dāng)于BG12的藍(lán)色濾板名為QB24,,Q是青色(藍(lán)色)拼音的*個(gè)字母,B是玻璃拼音的*個(gè)字母,。不過有的濾板也可以透光分界濾長(zhǎng)命名,,如K530,就是表示壓制濾長(zhǎng)530nm以下的光而透過530nm以上的光,。還有的廠家的濾板*以數(shù)字命名,,如美Corning廠的NO:5-58,即相當(dāng)于BG12,。 1.激發(fā)濾板 根據(jù)光源和熒光色素的特點(diǎn),,可選用以下三類激發(fā)濾板,提供一定波長(zhǎng)范圍的激發(fā)光,。
紫外光激發(fā)濾板:此濾板可使400nm以下的紫外光透過,,阻擋400nm以上的可見光通過。常用型號(hào)為UG-1或UG-5,,外加一塊BG-38,,以除去紅色尾波。
紫外藍(lán)光激發(fā)濾板:此濾板可使300~450nm范圍內(nèi)的光通過,。常用型號(hào)為ZB-2或ZB-3,,外加BG-38。
紫藍(lán)光激發(fā)濾板:它可使350~490nm的光通過,。常用型號(hào)為QB24(BG12),。
大吸收峰在500nm以上者的熒光素(如羅達(dá)明色素)可用藍(lán)綠濾板(如B-7)激發(fā)。
近年開始采用屬膜干涉濾板,,由于針對(duì)性強(qiáng),,波長(zhǎng)適當(dāng),因而激發(fā)效果比較玻璃濾更好,。如西德Leitz廠的FITCKP490濾板和羅達(dá)明的S546綠色濾板,,均遠(yuǎn)比玻璃濾板效果好。
激發(fā)濾板分薄厚兩種,,一般暗視野選用薄濾板,,亮視野熒光顯微鏡可選用厚一些?;疽笫且垣@得明亮的熒光和的背景為準(zhǔn),。
2.壓制濾板 壓制濾板的作用是*阻擋激發(fā)光通過,提供相應(yīng)濾長(zhǎng)范圍的熒光,。與激發(fā)濾板相對(duì)應(yīng),,常用以下3種壓制濾板:
紫外光壓制濾板:可通過可見光,、阻擋紫外光通過。能與UG-1或UG-5組合,。常用GG-3K430或GG-6K460,。
紫藍(lán)光壓制濾板:能通過510nm以上濾長(zhǎng)的熒光(綠到紅),能與BG-12組合,。通常用OG-4K510或OG-1K530,。
紫外紫光壓制濾板:能通過460nm以上波長(zhǎng)的熒光(藍(lán)到紅),可與BG-3組合,,常用OG-11K470AK 490,,K510。
(三)反光鏡
反光鏡的反光層一般是鍍鋁的,,因?yàn)殇X對(duì)紫外光和可見光的藍(lán)紫區(qū)吸收少,,反射達(dá)90%以上,而銀的反射只有70%,;一般使用平面反光鏡,。
(四)聚光鏡
專為熒光顯微鏡設(shè)計(jì)制作的聚光器是用石英玻璃或其他透紫外光的玻璃制成。分明視野聚光器的暗視野聚光器兩種,。還有相差熒光聚光器,。
1.明視野聚光器 在一般熒光顯微鏡上多用明視野聚光器,它具有聚光力強(qiáng),,使用方便,,特別適于低、中倍放大的標(biāo)本觀察,。
2.暗視野聚光器 暗視野聚光器在熒光顯微鏡中的應(yīng)用日益廣泛,。因?yàn)榧ぐl(fā)光不直接進(jìn)入物鏡,因而除散射光外,,激發(fā)光也不進(jìn)入目鏡,,可以使用薄的激發(fā)濾板,增強(qiáng)激發(fā)光的強(qiáng)度,,壓制濾板也可以很薄,,因紫外光激發(fā)時(shí),可用無色濾板(不透過紫外)而仍然產(chǎn)生黑暗的背景,。從而增強(qiáng)了熒光圖像的亮度和反襯度,,提高了圖像的質(zhì)量,觀察舒適,,可能發(fā)現(xiàn)亮視野難以分辨的細(xì)微熒光顆粒,。
3.相差熒光聚光器 相差聚光器與相差物鏡配合使用,可同時(shí)進(jìn)行相差和熒光聯(lián)合觀察,既能看到熒光圖像,,又能看到相差圖像,,有助于熒光的定位準(zhǔn)確。一般熒光觀察很少需要這種聚光器,。
(五)物鏡
各種物鏡均可應(yīng)用,但用消色差的物鏡,,因其自體熒光極微且透光性能(波長(zhǎng)范圍)適合于熒光,。由于圖像在顯微鏡視野中的熒光亮度與物鏡鏡口率的平方成正比,而與其放大倍數(shù)成反比,,所以為了提高熒光圖像的亮度,,應(yīng)使用鏡口率大的物鏡。尤其在高倍放大 時(shí)其影響非常明顯,。因此對(duì)熒光不夠強(qiáng)的標(biāo)本,,應(yīng)使用鏡口率大的物鏡,配合以盡可能低的目鏡(4×,5×,,6.3×等),。
(六)目鏡
在熒光顯微鏡中多用低倍目鏡,如5×和6.3×,。過去多用單筒目鏡,,因?yàn)槠淞炼缺入p筒目鏡高一倍以上,但目前研究型熒光顯微鏡多用雙筒目鏡,,觀察很方便,。
(七)落射光裝置
新型的落射光裝置是從光源來的光射到干涉分光濾鏡后,波長(zhǎng)短的部分(紫外和紫藍(lán))由于濾鏡上鍍膜的性質(zhì)而反射,,當(dāng)濾鏡對(duì)向光源呈45,。傾斜時(shí),則垂直射向物鏡,,經(jīng)物鏡射向標(biāo)本,,使標(biāo)本受到激發(fā),這時(shí)物鏡直接起聚光器的作用,。同時(shí),,濾長(zhǎng)長(zhǎng)的部分(綠、黃,、紅等),,對(duì)濾鏡是可透的,因此,,不向物鏡方向反射,,濾鏡起了激發(fā)濾板作用,由于標(biāo)本的熒光處在可見光長(zhǎng)波區(qū),可透過濾鏡而到達(dá)目鏡觀察,,熒光圖像的亮度隨著放大倍數(shù)增大而提高,,在高放大時(shí)比透射光源強(qiáng)。它除具有透射式光源的功能外,,更適用于不透明及半透明標(biāo)本,,如厚片、濾膜,、菌落,、組織培養(yǎng)標(biāo)本等的直接觀察。近年研制的新型熒光顯微鏡多采用落射光裝置,,稱之為落射熒光顯微鏡,。
二、熒光顯微鏡標(biāo)本制作要求
(一)載玻片
載玻片厚度應(yīng)在0.8~1.2mm之間,,太厚的坡片,,一方面光吸收多,另一方面不能使激發(fā)光在標(biāo)本上聚集,。載玻片必須光潔,,厚度均勻,無明顯自發(fā)熒光,。有時(shí)需用石英玻璃載玻片,。
(二)蓋玻片
蓋玻片厚度在0.17mm左右,光潔,。為了加強(qiáng)激發(fā)光,,也可用干涉蓋玻片,這是一種特制的表面鍍有若干層對(duì)不同波長(zhǎng)的光起不同干涉作用的物質(zhì)(如氟化鎂)的蓋玻片,,它可以使熒光順利通過,,而反射激發(fā)光,這種反射的激發(fā)光女可激發(fā)標(biāo)本,。
(三)標(biāo)本
組織切片或其他標(biāo)本不能太厚,,如太厚激發(fā)光大部分消耗在標(biāo)本下部,而物鏡直接觀察到的上部不充分激發(fā),。另外,,細(xì)胞重迭或雜質(zhì)掩蓋,影響判斷,。
(四)封裱劑
封裱劑常用甘油,,必須無自發(fā)熒光,無色透明,,熒光的亮度在pH8.5~9.5時(shí)較亮,,不易很快褪去,。所以,常用甘油和0.5mol/l pH9.0~9.5的碳酸鹽緩沖液的等量混合液作封裱劑,。
(五)鏡油
一般暗視野熒光顯微鏡和用油鏡觀察標(biāo)本時(shí),,必須使用鏡油,使用特制的無熒光鏡油,,也可用上述甘油代替,,液體石蠟也可用,只是折光率較低,,對(duì)圖像質(zhì)量略有影響,。
三、使用熒光顯微鏡的注意事項(xiàng)
(1)嚴(yán)格按照熒光顯微鏡出廠說明書要求進(jìn)行操作,,不要隨意改變程序。
(2)應(yīng)在暗室中進(jìn)行檢查,。進(jìn)入暗室后,,接上電源,點(diǎn)燃超高壓汞燈5~15min,,待光源發(fā)出強(qiáng)光穩(wěn)定后,,眼睛*適應(yīng)暗室,再開始觀察標(biāo)本,。
(3)防止紫外線對(duì)眼睛的損害,,在調(diào)整光源時(shí)應(yīng)戴上防護(hù)眼鏡。
(4)檢查時(shí)間每次以1~2h為宜,,超過90min,,超高壓汞燈發(fā)光強(qiáng)度逐漸下降,熒光減弱,;標(biāo)本受紫外線照射3~5min后,,熒光也明顯減弱;所以,,多不得超過2~3h,。
(5)熒光顯微鏡光源壽命有限,標(biāo)本應(yīng)集中檢查,,以節(jié) 省時(shí)間,,保護(hù)光源。天熱時(shí),,應(yīng)加電扇散熱降溫,,新?lián)Q燈泡應(yīng)從開始就記錄使用時(shí)間。燈熄滅后欲再用時(shí),,須待燈泡充分冷卻后才能點(diǎn)燃,。中應(yīng)避免數(shù)次點(diǎn)燃光源。
(6)標(biāo)本染色后立即觀察,因時(shí)間久了熒光會(huì)逐漸減弱,。若將標(biāo)本放在聚乙烯塑料袋中4℃保存,,可延緩熒光減弱時(shí)間,防止封裱劑蒸發(fā),。
(7)熒光亮度的判斷標(biāo)準(zhǔn):一般分為四級(jí),,即“一”—無或可見微弱熒光。“+”—僅能見明確可見的熒光,。“++”—可見有明亮的熒光,。“+++”—可見耀眼的熒光。
四,、熒光圖像的記錄方法
熒光顯微鏡所看到的熒光圖像,,一是具有形態(tài)學(xué)特征,二是具有熒光的顏色和亮度,,在判斷結(jié)果時(shí),,必須將二者結(jié)合起來綜合判斷。結(jié)果記錄根據(jù)主觀指標(biāo),,即憑工作者目力觀察,。作為一般定性觀察,基本上可靠的,。隨著技術(shù)科學(xué)的發(fā)展,,在不同程度上采用客觀指標(biāo)記錄判斷結(jié)果,如用細(xì)胞分光光度計(jì),,圖像分析儀等儀器,。但這些儀器記錄的結(jié)果,也必須結(jié)合主觀的判斷,。
熒光顯微鏡攝影技術(shù)對(duì)于記錄熒光圖像十分必要,,由于熒光很易褪色減弱,要即時(shí)攝影記錄結(jié)果,。方法與普通顯微攝影技術(shù)基本相同,。只是需要采用高速感光膠片如ASA200以上或24。以上,。因紫外光對(duì)熒光猝滅作用大,,如FITC的標(biāo)記物,在紫外光下照射30s,,熒光亮度降低50%,。所以,曝光速度太慢,,就不能將熒光圖像拍攝下來,。一般研究型熒光顯微鏡都有半自動(dòng)或全自動(dòng)顯微攝影系統(tǒng)裝置,。
標(biāo)本的制作方法
樣品須經(jīng)過石蠟包埋切片,然后用鐵礬蘇木精染色,,普通光鏡觀察效果還可以.
作熒光觀察需用熒光染料DAPI染色,,
石蠟切片的過程:
1. 取材: 刀片要求鋒利而薄,組織厚度約2—3mm, 大小1.5×1.5×0.2~0.3cm為宜. 取材時(shí)間越快越好.
2. 固定: 組織取下后應(yīng)立即放入10%福爾馬林(相當(dāng)于4%甲醛)固定.
注意: (1). 固定液量應(yīng)為組織塊體積的40倍.
(2) 固定時(shí)間固定時(shí)間與使用的固定液種類和組織塊大小, 溫度等有關(guān). 一般為3—24h.
(3)固定溫度大多可在室溫固定, 在低溫(4℃)時(shí)間應(yīng)延長(zhǎng).
(4)固定容器應(yīng)大些.
3. 漂洗: 流水沖洗2—10h.
4. 脫水: 從低濃度酒精到高濃度酒精.
70%(數(shù)分鐘)→80%(60-120’)→90%(60-120’)→95%(60-120’)→95%(60-120’)→*(60-120’)→*(60-120’).
5. 透明: 組織塊脫水后必須經(jīng)過一種既能與酒精混合又能溶解石蠟的溶劑, 而使石蠟進(jìn)入組織塊. 常用二甲苯, 一般浸泡30m即可.
6. 浸蠟: 組織經(jīng)透明后在熔化的石蠟內(nèi)浸漬的過程稱浸蠟. 一般需經(jīng)2—3次浸漬才能完成, 總時(shí)間為3—4h. 用于浸蠟的石蠟熔點(diǎn)為52—56℃.
7. 包埋: 先將熔化的石蠟倒入包埋框再用加熱的鑷子將組織塊放入. 包埋面必須平整. 包埋后石蠟稍凝后可移入冷水或冰箱中加速凝固.
8. 切片: 修塊→切片→展片→撈片→烤片.
也可作冰凍切片.
熒光染料的配制:
儲(chǔ)藏液:1mg/ml dapi(DMSO、去離子水,、pbs都可以溶解)
工作液:通常1μg/ml
染色時(shí)須避光,,10min左右
用pbs沖去多余染液即可觀察。
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