激光掃描共聚焦顯微(wēi)鏡是(shì)采用激光作為光源,在傳統光學顯微鏡(jìng)基礎上采用共軛聚焦原理和裝置,並利用計(jì)算機對(duì)所觀察的對象進行數字圖象(xiàng)處理的一套觀察、分析和輸出(chū)係統。把光學成(chéng)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(dé)到細胞或組織內部微(wēi)細結構的熒光圖像,在亞細胞水平上(shàng)觀察生理信號及細胞形態的變化(huà),成為形態學,分子生物學,神經科學(xué),藥理學,遺傳(chuán)學等領域中新一(yī)代的研究工具。

激光掃描共聚焦(jiāo)顯微鏡的原理

從基本原理上講,共聚焦(jiāo)顯微鏡是一種現代化的光學顯微鏡,它對普通光鏡從技術上作了以下幾(jǐ)點改(gǎi)進:

1采用點掃描(miáo)技術將樣品分解成二維或三維空間上的無數點,用十分細小的激光束(點光源)逐點逐行掃(sǎo)描成像,再通過微機組合成一個整體(tǐ)平麵的或立體的像。而傳統的光鏡是在場光源下一次成(chéng)像的,標本上(shàng)每一點的圖像都(dōu)會受到相鄰點的衍射光和散射光的幹擾。這兩種圖像的清晰(xī)度和精密度(dù)是無法相(xiàng)比的。

2用計(jì)算(suàn)機采集和處理光信號,並利用光電倍增管放大信號圖

3用激光(guāng)做(zuò)光源因為激光的單色性非常好,光源(yuán)波束的波長相同,從根(gēn)本上(shàng)消除了色差。

4采用共聚焦(jiāo)技術在物(wù)鏡的焦平麵上放置了一個(gè)當中帶有小(xiǎo)孔的擋板,將焦平(píng)麵以外的雜散光擋住,消除了球差;並進一步消(xiāo)除了色差

在共聚焦顯微鏡中,計算機代替了人眼或照相機(jī)進行觀察、攝像,得到的圖像是數字化的,可以在(zài)電腦中進行處理,再一次提高圖像的清晰度(dù)。而且利用了光電倍(bèi)增管,可以將很微弱的信號(hào)放大,靈敏度大(dà)大提高。由於綜合利用了以上技術。可以說LSCM是顯微鏡製作技術、光電技(jì)術、計(jì)算機技術(shù)的完美結合,是現代技術發展(zhǎn)的必然(rán)產物(wù)。

激光掃描(miáo)共聚焦顯微鏡(jìng)在生物醫學研究中的應用

目前,一(yī)台配置完備的LSCM在功能上(shàng)已經完全(quán)能夠取代以往的任何一種光學(xué)顯微(wēi)鏡,它相當於(yú)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(zǐ)外線顯微鏡、熒光顯微鏡、暗視(shì)野顯微鏡、相差顯微鏡(PH)、微分幹涉差顯微鏡(DIC),因此被稱為萬能顯微鏡,通過它所(suǒ)得到的精細圖像可使其他的顯(xiǎn)微鏡圖像無比遜色。

1生化成分精確定(dìng)位觀察配合專用的分子(zǐ)探針,對於要檢測的成分不僅可以定位到細胞(bāo)

2觀察活細胞、活組織LSCM在不損傷細胞的前提下,對活(huó)組織、活細胞進行觀察和測量,這不僅省去(qù)了繁瑣的樣品(pǐn)前期處理過程(如脫水、脫蠟、染色等);而且觀察過的(de)樣品還可以繼續用於(yú)其他的研(yán)究。這種功能對於細胞(bāo)培養、轉基因研究尤為重要。這可以說是LSCM最大(dà)的優勢。

3定量測量首先(xiān)應用專一的(de)熒光探針對樣(yàng)品進行染色(sè),樣(yàng)品的熒光強度和所(suǒ)測成分的含量呈(chéng)正比,如果其餘(yú)條件固定,通過對比(bǐ)各組(zǔ)樣品之間(jiān)的熒光強度值,可得出特定成分的(de)含量比。

4動態觀察在同一樣品平麵上隨時(shí)間進行連續掃描(miáo),就可分析細胞結構、內(nèi)含、和標記等動力學(xué)變化。目前在這方麵做得最多的是使(shǐ)用LSCM觀察(chá)心肌或平(píng)滑肌細胞內遊離鈣、鈉(nà)、鉀離子濃度或pH的動態變化。

5數據、圖像的(de)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,可及時輸出或長期儲存,而(ér)且還可進一步加工處理。