激光掃描共聚焦顯微鏡是采用激光作為光源,在傳統光學顯微鏡基礎上采用共軛聚焦原理和裝置,並利用計算機對所觀察的對象進行數字圖象處理的一(yī)套觀察(chá)、分(fèn)析和輸出係統。把光學成像的分辨率提高了30%~40%,使用紫外或可見光激發熒光探針,從而得到細胞或組織內部微細結構(gòu)的(de)熒光圖像,在亞細胞水平(píng)上觀察生理信號及細胞形態(tài)的變化,成為形態學,分子生物學,神經科學,藥理學,遺(yí)傳學(xué)等領(lǐng)域(yù)中新一代的研究工具。
1 激光掃描(miáo)共聚焦顯微鏡的原理
從基本原(yuán)理上講,共(gòng)聚(jù)焦顯微鏡是(shì)一(yī)種現代化的光學顯微(wēi)鏡(jìng),它對普通光鏡從技術上作了以下幾點改進:
1、采用(yòng)點掃描技術(shù)將樣品分解成二維或三維空間(jiān)上的無數點,用十分細(xì)小的激光束(點光源)逐點逐行掃描成像,再通過微機組合成一個整體平麵的或立體的像。而傳統的光(guāng)鏡是在場光源下一次成像的,標本上每一點的圖像(xiàng)都會受到相鄰點的衍射光和(hé)散射光的(de)幹擾。這兩種(zhǒng)圖(tú)像的清晰度和精密(mì)度是無(wú)法相比的。
2、用計算機采集和處理光信號,並利用光電倍增管放大信號圖
3、用激(jī)光做光源因為激光的單色性非(fēi)常好,光源波束的波長相同,從根本上(shàng)消除了色差。
4、采用共聚焦技(jì)術在物鏡的焦平麵上放置了一個當中(zhōng)帶有小孔(kǒng)的擋板,將焦平(píng)麵以外的雜(zá)散光擋住,消除(chú)了球差;並進一步消除了色差(chà)。
在共聚焦顯微鏡(jìng)中(zhōng),計算(suàn)機代替了人眼(yǎn)或(huò)照相機進行觀察、攝像,得到的圖像是數字化的(de),可以在電腦中進行處理,再一次提高圖像的清晰度。而且利用了光電倍增管,可以將很微(wēi)弱(ruò)的信號放大,靈敏度大大提高。由於綜合利用了以上技術。可以說LSCM是(shì)顯微(wēi)鏡製作技術(shù)、光(guāng)電技術、計算機技術的完美結(jié)合,是現代技術發展的必然產物。
2 激光掃描共聚焦顯微鏡在生物醫學研究中的應用
目(mù)前,一台配置(zhì)完備的LSCM在功能上已(yǐ)經完全能夠取代以往的任何一種光學(xué)顯微鏡,它相當於多種製作精良的常用光學顯微鏡的有機組合,如倒置光學顯微鏡、紫外線顯微鏡、熒光顯微鏡、暗視野顯微鏡(jìng)、相差顯微鏡(PH)、微分幹涉(shè)差顯微鏡(jìng)(DIC)等,因此被稱為萬能顯微鏡,通過它所得到的精細圖像可使其他的(de)顯微鏡圖像無(wú)比(bǐ)遜色。
1、生化成分精確定位觀察配合專用的分子探針,對於要檢測的成分不僅可以定位到細胞
2、觀察活細胞、活組織LSCM在不損傷細胞的前提下,對活組(zǔ)織、活細胞進行觀察(chá)和測(cè)量,這不僅省(shěng)去了繁(fán)瑣的樣品前期處理過程(如脫水、脫蠟、染色等);而且觀察過的樣品還可以繼續用於其他的研(yán)究。這種(zhǒng)功能對於細胞培(péi)養、轉基因研究尤為重要。這可以說是LSCM最大的優(yōu)勢。
3、定(dìng)量測量(liàng)首(shǒu)先應用專一的熒光探針對樣品進行染色,樣品的(de)熒光強度(dù)和所測成(chéng)分(fèn)的含量呈正比,如果其餘條件固定,通過對比各組樣品之間的熒光強度值,可得出特定成分的含量比。
4、動態觀察在同一樣品平麵上隨時間(jiān)進行連續掃(sǎo)描,就可分析細胞結構、內含、和標記等動力學變化。目前在這方麵做得最多的是使用LSCM觀察心肌或平(píng)滑肌(jī)細胞內遊離鈣、鈉、鉀離子濃度或pH的動(dòng)態變化。
5、數據、圖像(xiàng)的數字化用計算機代替了普通的照相機,得到的圖像是數字化(huà)的(de),可及時輸出或長期儲存,而且還可進一步(bù)加工處理。