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共聚焦顯微鏡的基本原理

時間:2017/11/27閱讀:3108
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  共聚焦顯微鏡的基本原理
 
  傳統(tǒng)的光學(xué)顯微鏡使用的是場光源,標(biāo)本上每一點的圖像都會受到鄰近點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)照明針孔形成點光源對標(biāo)本內(nèi)焦平面的每一點掃描,標(biāo)本上的被照射點,在探測針孔處成像,由探測針孔后的光電倍增管(PMT)或冷電耦器件(cCCD)逐點或逐線接收,迅速在計算機監(jiān)視器屏幕上形成熒光圖像。照明針孔與探測針孔相對于物鏡焦平面是共軛的,焦平面上的點同時聚焦于照明針孔和發(fā)射針孔,焦平面以外的點不會在探測針孔處成像,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。
 
  共聚焦顯微鏡的生物領(lǐng)域
 
  細胞形態(tài)學(xué)分析(觀察細胞或組織內(nèi)部微細結(jié)構(gòu),如:細胞內(nèi)線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、微管、微絲、細胞橋、染色體等亞細胞結(jié)構(gòu)的形態(tài)特征;半定量免疫熒光分析);熒光原位雜交研究;基因定位研究及三維重建分析。
 
 ?、奔毎飳W(xué):細胞結(jié)構(gòu)、細胞骨架、細胞膜結(jié)構(gòu)、流動性、受體、細胞器結(jié)構(gòu)和分布變化
 
 ?、采锘瘜W(xué):酶、核酸、FISH(熒光原位雜交)、受體分析
 
 ?、乘幚韺W(xué):藥物對細胞的作用及其動力學(xué)
 
  ⒋生理學(xué):膜受體、離子通道、細胞內(nèi)離子含量、分布、動態(tài)
 
 ?、瞪窠?jīng)生物學(xué):神經(jīng)細胞結(jié)構(gòu)、神經(jīng)遞質(zhì)的成分、運輸和傳遞、遞質(zhì)受體、離子內(nèi)外流、神經(jīng)組織結(jié)構(gòu)、細胞分布
 
  ⒍微生物學(xué)和寄生蟲學(xué):細菌、寄生蟲形態(tài)結(jié)構(gòu)
 
 ?、凡±韺W(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
 
 ?、高z傳學(xué)和組胚學(xué):細胞生長、分化、成熟變化、細胞的三維結(jié)構(gòu)、染色體分析、基因表達、基因診斷
 
  醫(yī)學(xué)領(lǐng)域編輯
 
  共聚焦顯微鏡已經(jīng)在各種醫(yī)學(xué)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,分類如下:
 
  生物學(xué)
 
  ⒈;細胞、組織的三維觀察和定量測量
 
 ?、?;活細胞生理信號的動態(tài)監(jiān)測
 
  ⒊;粘附細胞的分選
 
 ?、矗患毎す怙@微外科和光陷阱功能
 
 ?、?;光漂白后的熒光恢復(fù)
 
 ?、?;在細胞凋亡研究中的應(yīng)用
 
  神經(jīng)科學(xué)
 
  ⒈;定量熒光測定
 
  ⒉;細胞內(nèi)離子的測定
 
 ?、常簧窠?jīng)細胞的形態(tài)觀察
 
  耳鼻喉學(xué)
 
 ?、?;在內(nèi)耳毛細胞亞細胞結(jié)構(gòu)研究上的應(yīng)用
 
  ⒉;激光掃描共聚焦顯微鏡的熒光測鈣技術(shù)在內(nèi)耳毛細胞研究中的應(yīng)用
 
 ?、常患す鈷呙韫簿劢癸@微鏡在內(nèi)耳毛細胞離子通道研究上的應(yīng)用
 
  ⒋;激光掃描共聚焦顯微鏡在嗅覺研究中的應(yīng)用
 
  腫瘤學(xué)
 
  ⒈定量免疫熒光測定
 
 ?、布毎麅?nèi)離子分析
 
 ?、硤D像分析:腫瘤細胞的二維圖像分析
 
 ?、慈S重建
 
  內(nèi)分泌學(xué)
 
 ?、奔毎麅?nèi)鈣離子的測定
 
 ?、裁庖邿晒舛ㄎ患懊庖呒毎瘜W(xué)研究
 
 ?、臣毎螒B(tài)學(xué)研究:利用激光掃描共聚焦顯微鏡
 
  血液病
 
  ⒈在血細胞形態(tài)及功能研究方面的應(yīng)用
 
 ?、苍诩毎蛲鲅芯恐械膽?yīng)用
 
  眼科應(yīng)用
 
 ?、崩眉す鈷呙韫簿劢癸@微鏡觀察組織、細胞結(jié)構(gòu)
 
 ?、布咸厥獾臒晒馊旧诨铙w上觀察角膜外傷修復(fù)中細胞移行及成纖維細胞的出現(xiàn)
 
 ?、忱眉す鈷呙韫簿劢癸@微鏡觀察視網(wǎng)膜中視神經(jīng)細胞的分布以及神經(jīng)原的樹枝狀形態(tài)
 
 ?、慈S重建
 
  腎臟病
 
  可以系統(tǒng)觀察正常人腎小球系膜細胞的斷層掃描影像及三維立體影像水平,使圖像更加清晰,從計算機分析系統(tǒng)可從外觀到內(nèi)在結(jié)構(gòu),從平面到立體,從靜態(tài)到動態(tài),從形態(tài)到功能幾個方面對系膜細胞的認(rèn)識得到提高。

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