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激光共聚焦显微镜技术

2018.6.29

激光共聚焦显微镜技术(Confocal Lasers Scanning Miccruscope CLSM)是将显微镜技术与激光技术有效的结合,对具有荧光标记的物的形态及功能,通过计算机控制可以对其单层面进行快速扫描,也可以对多个层面进行连续光片层扫描。逐层获得二维光学横断面图像,并可通过计算机三维重组软件支持,获得真三维图像。

  激光共聚焦显微镜汇集了激光技术、显微镜技术、免疫荧光技术、计算机及图像处理技术、精密的机械技术等,高、精、尖细胞分析及工程技术于一体的新技术。使其成为形态学、分子细胞生物学、神经科学、药理学、遗传学等领域中新一代强有力的研究工具。

  我们大家知道,从人类制作的第一台显微镜到现在以有几百年的历史来了,随着人类对生命科学研究的不断深入,各种显微镜应运而生,使得研究细胞的手段以更加精密化和多样化。共聚焦显微镜的理论是在1957年Marvin Minsky提出的,但共聚焦显微镜作为商品推出是在20世纪80年代初期,早期的激光共聚焦显微镜在技术上很不完善,其应用也受到限制。至到20世纪80年代末,光学系统设计不断改进,成像的质量和灵敏度都有所提高,进入90年代初,激光共聚焦显微镜系统中逐步引入混合激光和紫外激光技术。90年代末由美国Meridian公司推出的新型激光共聚焦显微镜系统,已具备完善的光学系统,模块化的仪器设计,灵活的软件和高配置的计算机硬件,从而使共聚焦显微镜系统的功能不断升级,应用的领域不断扩展。随着生命科学研究的不断深入及荧光探针技术的迅速发展,共聚焦显微镜将推动生命科学研究的迅速发展,同时生命科学研究的进展也将使激光显微镜技术不断改进和完善。

  激光共聚焦显微镜是现今最为先进的光学显微镜,其主要优点为:以激光为光源,在相应的荧光探针标记后,对样本进行逐点扫描,逐层获得二维光学横断面图像,具有“细胞CT”的功能,并可通过计算机三维重建软件支持,获得真三维图像,并可以任意角度旋转,观察细胞,组织立体形态和空间关系;可以对活细胞和组织进行无损伤的观察,动态测量细胞内的Ca离子浓度和pH值等活细胞生理信息;可对细胞膜的流动性,细胞间通讯,细胞融合,细胞骨架弹性测量等,可用作“光刀子”完成细胞内“外科手术”。这一技术使得对活细胞和组织进行原位,动态,定量的观察和测量的梦想成为现实。


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