激光掃描共聚焦顯微鏡.doc

突破衍射的束縛 激光掃描共聚焦顯微鏡激光掃描共聚焦顯微鏡探索微觀世界的神奇奧秘，必須要使用一些非常先進(jìn)的“利器”。例如原子力顯微鏡，掃描隧道顯微鏡等。激光掃描共聚焦顯微鏡也是顯微鏡中的一種。它，誕生于20世紀(jì)80年代。它的出現(xiàn)是顯微鏡發(fā)展史上的一次巨大跨越，是一項(xiàng)具有劃時(shí)代意義的高科技新產(chǎn)品，是當(dāng)今世界最先進(jìn)的細(xì)胞生物學(xué)分析儀器。它可以使圖像更為清晰，與計(jì)算機(jī)及相應(yīng)軟件技術(shù)結(jié)合，可以時(shí)時(shí)監(jiān)控。與傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡相比，它具有更高的分辨率，并可形成清晰的三維圖像等優(yōu)點(diǎn)。所以它問世以來在生物學(xué)的研究領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。希望通過本專題，能夠讓大家了解微觀世界，親身鑒賞到顯微技術(shù)發(fā)展所帶來的視覺震撼。共聚焦顯微鏡原理知識窗光的衍射光在傳播過程中，遇到障礙物或小孔（窄縫）時(shí)，它有離開直線路徑繞道障礙物陰影里去的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象叫光的衍射。衍射時(shí)產(chǎn)生的明暗條紋或光環(huán)，叫衍射圖樣。由于光的波長很短，只有十分之幾微米，通常物體都比它大得多，但是當(dāng)光射向一個(gè)針孔、一條狹縫、一根細(xì)絲時(shí)，可以清楚地看到光的衍射。用單色光照射時(shí)效果好一些，如果用復(fù)色光，則看到的衍射圖案是彩色。激光掃描共聚焦顯微鏡是近十年發(fā)展起來的醫(yī)學(xué)圖像分析儀器，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于熒光定量測量、共焦圖像分析、三維圖像重建等方面。其性能為普遍光學(xué)顯微鏡質(zhì)的飛躍，是電子顯微鏡的一個(gè)補(bǔ)充。傳統(tǒng)的光學(xué)顯微鏡使用的是場光源，標(biāo)本上每一點(diǎn)的圖像都會(huì)受到鄰近點(diǎn)的衍射或散射光的干擾；激光掃描共聚焦顯微鏡采用點(diǎn)光源照射樣本，在焦平面上形成一個(gè)輪廓分明的小的光點(diǎn)，該點(diǎn)被照射后發(fā)出的熒光被物鏡搜集，并沿原照射光路回送到由雙色鏡構(gòu)成的分光器。分光器將熒光直接送到探測器。光源和探測器前方都各有一個(gè)針孔，分別稱為照明針孔和探測針孔。焦平面上的點(diǎn)同時(shí)聚焦于照明針孔和發(fā)射針孔，焦平面以外的點(diǎn)被擋在探測針孔之外不能成像，這樣得到的共聚焦圖像是標(biāo)本的光學(xué)切面，避免了非焦平面上雜散光線的干擾，克服了普通顯微鏡圖像模糊的缺點(diǎn)，因此能得到整個(gè)焦平面上清晰的共聚焦圖像。傳統(tǒng)顯微鏡和激光掃描共聚焦顯微鏡所拍攝圖片（/153/1537457.html）共聚焦原理圖（）激光共聚焦顯微鏡作為光學(xué)顯微鏡的重大改進(jìn)，與傳統(tǒng)照明顯微鏡相比有許多獨(dú)特的優(yōu)勢: 它可以控制焦深、照明強(qiáng)度、降低了非焦平面上光線噪音干擾，觀察到非常清晰的高質(zhì)量圖像。事實(shí)上，共聚焦技術(shù)已經(jīng)成為光學(xué)顯微鏡的一個(gè)最重要的技術(shù)突破。 通過對比傳統(tǒng)顯微鏡和激光掃描共聚焦顯微鏡所拍攝的圖片不難看出，采用相同切片的前提下，共聚焦顯微鏡拍攝的圖片（b）、（d）、(f)更加清晰細(xì)膩、層次分明，不僅利于學(xué)術(shù)研究，也具備了一定的藝術(shù)鑒賞價(jià)值。激光掃描共聚焦顯微鏡的應(yīng)用細(xì)胞的三維重建細(xì)胞的三維立體圖（）普通熒光顯微鏡分辨率低，顯示的圖像結(jié)構(gòu)為多層面的圖像疊加，結(jié)構(gòu)不夠清晰。激光掃描共聚焦顯微鏡（LSCM）能以0.1m的步距沿軸向?qū)?xì)胞進(jìn)行分層掃描?？梢援a(chǎn)生在不同照明角度形成的陰影效果，突出立體感。LSCM的三維重建廣泛用于各類細(xì)胞骨架和形態(tài)學(xué)分析、染色體分析、細(xì)胞程序化死亡的觀察、細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)變化的分析和探測等方面。長時(shí)程觀察細(xì)胞遷移和生長共聚焦激光顯微鏡分析細(xì)胞凋亡過程（/read-htm-tid-488.html）目前激光掃描共聚焦顯微鏡的軟件一般均可自動(dòng)控制地進(jìn)行定時(shí)的激光掃描，而且由于新一代激光掃描共聚焦顯微鏡的探測效率的提高，只需要很小的激光能量就可以達(dá)到較好的圖像質(zhì)量，從而減小了每次掃描時(shí)激光對細(xì)胞的損傷，因此，可以用于數(shù)小時(shí)的長時(shí)程定時(shí)掃描，記錄細(xì)胞遷移和生長等細(xì)胞生物