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激光共聚焦顯微鏡的原理與應(yīng)用范圍 - 分析行業(yè)新聞

日期:2023-02-24 16:07 瀏覽次數(shù):83

 激光掃描共聚焦顯微鏡是采用激光作為光源,在傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡基礎(chǔ)上采用共軛聚焦原理和裝置,并利用計算機對所觀察的對象進行數(shù)字圖象處理的一套觀察、分析和輸出系統(tǒng)。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,從而得到細胞或組織內(nèi)部微細結(jié)構(gòu)的熒光圖像,在亞細胞水平上觀察生理信號及細胞形態(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)域中新一代的研究工具。
  
  1激光掃描共聚焦顯微鏡的原理
  
  從基本原理上講,共聚焦顯微鏡是一種現(xiàn)代化的光學(xué)顯微鏡,它對普通光鏡從技術(shù)上作了以下幾點改進:
  
  1.1用激光做光源因為激光的單色性非常好,光源波束的波長相同,從根本上消除了色差。
  
  1.2采用共聚焦技術(shù)在物鏡的焦平面上放置了一個當(dāng)中帶有小孔的擋板,將焦平面以外的雜散光擋住,消除了球差;并進一步消除了色差
  
  1.3采用點掃描技術(shù)將樣品分解成二維或三維空間上的無數(shù)點,用十分細小的激光束(點光源)逐點逐行掃描成像,再通過微機組合成一個整體平面的或立體的像。而傳統(tǒng)的光鏡是在場光源下一次成像的,標(biāo)本上每一點的圖像都會受到相鄰點的衍射光和散射光的干擾。這兩種圖像的清晰度和精密度是無法相比的。
  
  1.4用計算機采集和處理光信號,并利用光電倍增管放大信號圖
  
  在共聚焦顯微鏡中,計算機代替了人眼或照相機進行觀察、攝像,得到的圖像是數(shù)字化的,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,可以將很微弱的信號放大,靈敏度大大提高。由于綜合利用了以上技術(shù)??梢哉fLSCM是顯微鏡制作技術(shù)、光電技術(shù)、計算機技術(shù)的結(jié)合,是現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展的必然產(chǎn)物。
  
  2激光掃描共聚焦顯微鏡在生物醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用
  
  目前,一臺配置完備的LSCM在功能上已經(jīng)完夠取代以往的任何一種光學(xué)顯微鏡,它相當(dāng)于多種制作精良的常用光學(xué)顯微鏡的有機組合,如倒置光學(xué)顯微鏡、紫外線顯微鏡、熒光顯微鏡、暗視野顯微鏡、相差顯微鏡(PH)、微分干涉差顯微鏡(DIC)等,因此被稱為顯微鏡,通過它所得到的精細圖像可使其他的顯微鏡圖像無比遜色。
  
  2.1觀察活細胞、活組織LSCM在不損傷細胞的前提下,對活組織、活細胞進行觀察和測量,這不僅省去了繁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(xù)用于其他的研究。這種功能對于細胞培養(yǎng)、轉(zhuǎn)基因研究尤為重要。這可以說是LSCMzui大的優(yōu)勢。
  
  2.2生化成分定位觀察配合專用的分子探針,對于要檢測的成分不僅可以定位到細胞水平,還可以定位到亞細胞水平和分子水平
  
  2.3動態(tài)觀察在同一樣品平面上隨時間進行連續(xù)掃描,就可分析細胞結(jié)構(gòu)、內(nèi)含、和標(biāo)記等動力學(xué)變化。目前在這方面做得zui多的是使用LSCM觀察心肌或平滑肌細胞內(nèi)游離鈣、鈉、鉀離子濃度或pH的動態(tài)變化。
  
  2.4數(shù)據(jù)、圖像的數(shù)字化用計算機代替了普通的照相機,得到的圖像是數(shù)字化的,可及時輸出或長期儲存,而且還可進一步加工處理。
  
  2.5定量測量首先應(yīng)用專一的熒光探針對樣品進行染色,樣品的熒光強度和所測成分的含量呈正比,如果其余條件固定,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。




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