激光共聚焦扫描显微镜及其在医学生物学上的应用

http://www.microimage.com.cn(2011-08-02 18:01:27)

随着计算机技术和光电技术的飞跃发展,八十年代后期开始实际应用的激光共聚焦扫描显微镜(LSM),使人们在医学生物学上对活细胞的动态观察、细胞无损伤探测、免疫荧光标记和离子荧光探针的观察和研究上有了更加得心应手的手段和工具。随着计算机、光学显微镜、大数值孔径复消色差物镜、高分辨率分析显示、激光源、激光功率、高敏感度探测器、声光转换电子控制和各种荧光标记物的发展,使得LSM向更精、更快、多维和无损伤性分析的方向发展。

一.激光共聚焦扫描显微镜(以下简称CLSM)及其系统组成:

1.激光共聚焦扫描显微镜就是激光源加共聚焦显微镜,具体说就是利用激光作为光源,在传统光学显微镜基础上采用共轭聚焦原理和装置,并利用计算机对所观察分析对象进行数字图象处理的一套观察和分析系统。

2.主要系统组成:激光源、共聚焦显微镜(包括物镜前和探测器前针孔和光学显微镜)、探测器(光电倍增管PMT)、计算机以及图象输出设备(显示器、彩色打印机设备)。

二.CLSM在医学生物学上的应用:

激光共聚焦显微镜适用于细胞生物学、细胞生理学、神经生物学和神经生理学等几乎所有涉及细胞研究的医学和生物研究领域。

(一)在医学生物学上应用的最大特点是对活细胞进行无损伤性的实时观察分析。

能观察各种染色,非染色、荧光标记的组织(包括活组织)、培养细胞、粘附细胞、细胞涂片、石蜡切片和冰冻切片等。能对活细胞,组织进行形态和功能相结合的研究,包括细胞、组织结构的精确描绘、定位(二维和三维甚至多维)和上述结构的动态变化,进行准确的定性、定量、定时和定位分布观察,细胞生物物质、离子的准确定性、定量、定时和定位分布检测,细胞离子通道的直观观察和变化的动态描绘,细胞在生理和病理及药理情况下对外界因素(细胞处理和药物的作用等)产生快速反应的实时记录等。

1.对活细胞和组织或细胞组织切片进行连续断层扫描,能获得精细的单个细胞或一群细胞或所观察的局部组织的各个层面结构(包括细胞特异结构-如细胞骨架、染色体、细胞器和细胞膜系统,样品的深层结构)和完整的3D图像;

2. 细胞内离子荧光标记,单标记、双标记或三标记,甚更高多重标记,检测细胞内如pH和钠、钾、钙、镁等离子浓度的比率测定及其动态变化;

3.荧光标记探针标记的活细胞或切片标本的细胞生物物质,膜标记、细胞示踪、免疫物质、免疫反应、受体或配体,核酸等观察;可以在同一张样品上进行同时多重物质标记,同时观察;

(二)具体可应用于下列领域:

1.细胞生物学:细胞结构,细胞骨架,细胞膜结构、流动性、受体,细胞器结构和分布变化,细胞凋亡;

2.生物化学:酶、核酸、FISH(荧光原位杂交)、受体分析;

3.药理学:药物对细胞的作用及其动力学;

4.生理学:膜受体,离子通道,细胞内离子含量、分布、动态分析;

5.遗传学和胚胎学:细胞生长、分化、成熟变化,细胞组织的三维结构甚至再多维的结构,染色体分析,基因表达,基因诊断;

6.神经生物学:神经细胞结构,神经递质的成分、运输和传递,递质受体,离子内外流,神经组织(如大脑皮质)结构、细胞分布;

7.微生物学和寄生虫学:细菌、寄生虫形态结构(表面和内部结构);

8.病理学及病理学临床应用:活检标本的快速诊断,肿瘤诊断,自身免疫性疾病的诊断,HIV,宫颈上皮细胞涂片诊断

更多相关搜索: