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)和寄生蟲學(xué)：細(xì)菌、寄生蟲形態(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。