当前位置：文档之家 › 激光扫描共聚焦显微镜图文讲解

激光扫描共聚焦显微镜图文讲解

  • 格式：doc
  • 大小：95.22 KB
  • 文档页数：31

下载文档原格式

  / 31

合集下载

共聚焦激光扫描荧光显微镜简介以及原理ppt课件

共聚焦激光扫描荧光显微镜简介以及原理ppt课件

屏障滤光片(激Fra bibliotek光滤器 检流计
物镜
30
谢谢！
31
27
• 通过精细平面光切，形成生物样品不同平 面的精细图象，将一个连续的光切图象Z轴 重叠就可形成一个完整的三维图象
28
• 切片的厚度受物镜的数值孔径和针孔直径 影响，比如60X，NA1.4的镜头当针孔设定 为1mm时，光学切片厚度为0.4微米。
29
光电倍增管 扫瞄装置
共焦针孔
空气冷却氩激光器
488nm 520nm
双色镜：双色分光镜；反射短波长，透过长波长。 阻断滤镜：多为长通滤色镜；LP490
450nm 490nm
FITC
4
荧光显微镜的不足:
1.无法实现对荧光,透射光的同时采集,无法实现多重 荧光的同时采集及共定位。 2.荧光散射光太强，造成实际分辨率的大大下降。 3.荧光漂白及对细胞组织的照射损伤。 4.无法对样品进行断层扫描,完成3D的工作。 5.滤镜对荧光信号衰减大,灵敏度—荧光强度不够。 6.可以观查活细胞或组织但细胞或组织内结构高度重 叠 7.只能在二维环境下观察。 8.样品不能太厚。 9.荧光的串绕无法回避。 10.放大倍率小。
Leica TCS SP-2 MP AOBS Confocal System
6
• Nikon的 Eclipse C1 Plus
7
• 1.性能卓越的平场复消色差TIRF物镜（ 60x ， 100x）， NA = 1.49.。这是当前数值孔径最 高的油浸物镜 • 2.四孔位针孔转盘：用电脑控制针孔的大小， 可在分辨率和光切厚度之间取得最佳平衡。 • 3.时间间隔可变的Time Lapse: 可以在拍摄过 程中不同的时间段采用不同的时间间隔。
共聚焦激光扫描PPT课件

共聚焦激光扫描PPT课件


.
4
共聚焦显微镜的优点
减少由于光散射产生的图像模糊 增加有效分辨率 提高信噪比 厚标本的清楚细查 Z轴扫描 可以实现数字放大倍率的调节
.
5
Wide-field microscopy
.
6
Fluorescent Microscope
Objective
Arc Lamp
Excitation Diaphragm Excitation Filter
12
基于共聚焦原理的皮肤在体三维成像技术
探测器 激光束
小孔
聚焦透镜 分光器
光学扫描 物镜
组织样品
Quarter Wave Plate 窗口
.
13
.
14
色素痣
A
明亮的黑素细胞巢围绕真 皮乳头呈圆形或椭圆形分布， 细胞形态规则，大小及明亮度 均一。细胞间有间隔。
B
.
15
对皮肤疾病的治疗与疗效评估需 要先进的皮肤诊断技术
Emission Filter
Emission Filter Emission Pinhole
.
10
原理示意图
光源（激光） 二色镜。 物镜 样品 针孔 检测仪 共焦显微镜的最大优点是可以只 从一个平面收集光。 针孔同焦平面成对（即共焦）， 使得来自焦平面以外的光远离检 测仪。 激光扫描显微镜按顺序一点一点 地、一行一行地扫描样品，将象 素资料合成一个图象。通过移动 焦平面，单个图象（光限幅）可 以放在一起，形成可以以后进行 数字处理的三维栈。
Ocular
Emission Filter
.
7
Confocal microscopy
.
8
Confocal Principle
激光扫描共聚焦显微镜技术讲解

激光扫描共聚焦显微镜技术讲解

激光扫描共聚焦显微镜技术Laser Scanning Confocal Microscope——基础篇李治国细胞的内在生活显微镜的发展史没有显微镜就不可能有细胞学诞生。

1590年，荷兰眼镜制造商J 和Z.Janssen 父子制作了第一台复式显微镜。

1665年，英国人Robert Hook首次描述了植物细胞(木栓，命名为cella 。

1680年，荷兰人A.van Leeuwenhoek成为皇家学会会员，他一生中制作了200多台显微镜和400多个镜头，用设计较好的显微镜观察了许多动植物的活细胞与原生动物。

Made by A.van Leeuwenhoek (1632-1723.Magnification ranges at 50-275x.显微镜的最重要参数——分辨力显微镜物象是否清楚不仅决定于放大倍数，还与显微镜的分辨力（resolution ）有关。

分辨率是指区分开两个质点间的最小距离各种显微镜的分辨能力光学显微镜（light microscopy）0.2μm电子显微镜 (Electro microscopy 0.2nm扫描遂道显微镜 (scanning tunneling microscope 0.2nm以下 1932年，德国人M.Knoll 和E.A.F.Ruska 发明电镜，1940年，美、德制造出分辨力为0.2nm 的商品电镜。

1981年，瑞士人G.Binnig 和H.RoherI 在IBM 苏黎世实验中心（Zurich Research Center）发明了扫描隧道显微镜而与电镜发明者Ruska 同获1986年度的诺贝尔物理学奖。

常用的光学显微镜（light microscopy普通光学显微镜暗视野显微镜相差显微镜偏光显微镜微分干涉显微镜荧光显微镜激光共焦扫描显微镜普通光学显微镜原理普通光学显微镜原理图1. 构成：①照明系统②光学放大系统③机械装置2. 原理：经物镜形成倒立实像，经目镜放大成虚像。

激光扫描共聚焦显微镜(研究生)1ppt课件

激光扫描共聚焦显微镜(研究生)1ppt课件


Pathway415、 Pathway435 800系列
CARVⅡ C1 TCS-SP2 FV300
FV1000 尼Ul康tra（Vnieikwo™n）C1-plus
IN Cell Analyzer 3000
TauMap
LSM 510 SYSTEM LSM 510 PASCAL SYSTEM
精选课件PPT
精选课件PPT
35
荧光光谱
精选课件PPT
36
精选课件PPT
37
分隔发射的荧光
精选课件PPT
38
Separation of fluorescence emissions by means of dichroic filters
精选课件PPT
39
（四）计算机系统
控制硬件的软件功能：
①控制电动显微镜； ②选择激光波长，调节激光强度； ③拍摄2-5维图像； ④选择光谱拍摄范围，分辨率，激发光 挡片位置。
（10）、可即时或延时进行扫描
ROI(region of interesting，感兴趣区域） 实时（real time）显示
（11）、有线和帧方式的多重扫描功能
精选课件PPT
27
（12）、在改变扫描分辨率及扫描速度等后，无 须很复杂地对仪器参数重新设置
（13）、有记忆功能
（14）、有专用的图象数据库 （15）、系统采用模块化设计，便于整个系统 的扩展和升级换代
有多种方式选择，支持盲法拆分，方便用户使用；
⑾具有专业的FRAP（荧光漂白），FRET（荧光能
量共振转移）软件包。 精选课件PPT
41
精选课件PPT
42
三、激光扫描共聚焦显微镜的使用步骤
（一）样品制备
激光扫描共聚焦显微镜技术讲座 ppt课件

激光扫描共聚焦显微镜技术讲座 ppt课件

量、细胞膜流动性测量、膜电位测定) 细胞间隙连接的细胞间通讯
荧光探针的选择
合适的荧光探针是有效地进行实验并获取理想实 验结果的保障。
(1)现有仪器所采用的激光器 (2)荧光探针的光稳定性和光漂白性 (3)荧光的定性或定量
定性:单波长激发探针 定量:双波长激发比率探针 (4)荧光探针的特异性和毒性。 (5)荧光探针适用的pH
LSCM 的发展 1957年 提出了共聚焦显微镜技术的某些基本原理，并获
得了美国的专利。
1967年 成功的应用共聚焦显微镜产生了一个光学横面。 1970年 牛津和阿姆斯特丹同时向科学界推荐了一种新型
的扫描共聚焦显微镜。
1984年 Bio-Rad公司推出了世界第一台共聚焦显微镜品。 1987年 White和Amos在英国《自然》杂志发表了“共聚焦
2、球差：
由主轴上某一物点向光学系
统发出的单色圆锥形光束，经该 光学系列折射后， 不能聚焦成 一点,使成像模糊不清,形成一弥 散光斑(俗称模糊圈)，则此光学 系统的成像误差称为球差。
3、色差： 由白色物点向光学系统发出一束
白光，经该光学系列折射后，组成该 束白光的红、橙、黄、绿、青、蓝、 紫等各色光，不能会聚于同一点，即 白色物点不能结成白色像点，而结成 一彩色像斑的成像误差，称为色差。
*
不同的荧光探针在不同标本的效果常有差
异，故除综合考虑以上因素以外，有条件者应进
行染料的筛选，以找出最适的荧光探针。
*
许多荧光探针是疏水性的，很难或不能进
入细胞，需使荧光探针与AM（乙酰羟甲基酯）
结合后变成不带电荷的亲脂性化合物方易于通过
质膜进入细胞，在细胞内荧光探针上的AM被非
特异性酯酶水解，去掉AM后的荧光探针不仅可
荧光共聚焦 激光扫描共聚焦ppt课件

荧光共聚焦 激光扫描共聚焦ppt课件


18Biblioteka THANK YOU19
7
只要载物台沿着Z轴上下移动，将样品新的一个层面移动 到共焦平面上，样品的新层面又成像在显色器上。
分辨率：0.18μm
点照明，具有照明点和探测点，具有扫描系统，逐点扫描 成像
具有四个荧光通道，可同时探测多个被标记物，一个透射 光道，同时采集透射光图像（非共焦图像）
8 8
弧灯 膜
目镜
孔
9
02 应用
10
11
12
Phe
红树植物秋茄
与GC-MS检测浓度相符
Pyr
12
13
黑麦草
洋葱
13
北京化工 大学
14
15
15
16
16
A surfactant template-assisted strategy for synthesis of ZIF-8 hollow nanospheres
17
(a) Preparation process for HCPT@ZIF-8 hollow nanospheres. (b,c) CLSM of HCPT@ZIF-8 hollow nanospheres (scale bar 1 μm). (d,e) SEM of HCPT@ZIF-8 hollow nanospheres (scale bar 1 μm; scale bar 100 nm).
4
荧光显微镜
• 利用一定波长的光使样品受到激发，产生不同颜色的荧光，以用来观察和 分辨样品中某些化学成分和细胞组分的一种显微镜。
• 自发荧光：组织，细胞不经荧光色素染色，在紫外光照射下，某些成分所 呈现的荧光。
• 继发性荧光：组织，细胞经荧光色素染色，由于荧光色素和组织细胞内的 某种成分结合后而呈现的荧光。
激光扫描共聚焦显微镜图文讲解

激光扫描共聚焦显微镜图文讲解

激光扫描共聚焦显微镜吴旭2008.10.14高级显微镜原理正置、倒置显微镜细胞遗传工作站活细胞工作站激光显微分离系统激光共聚焦显微镜概述激光扫描共聚焦显微镜（Laser scanning confocalmicroscope ，LSCM ）生物医学领域的主要应用通过一种或者多种荧光探针标记后，可对固定的组织或活体样本进行亚细胞水平结构功能研究高空间分辨率、非介入无损伤连续光学切片、三维图像、实时动态等细胞结构和功能的分析检测……Conventional fluorescence microscope Confocal microscope历史1957年，Marvin Minsky提出了共聚焦显微镜技术的某些基本原理，获得了美国的专利。

1967年，Egger 和Petran 成功地应用共聚焦显微镜产生了一个光学横断面。

1977年，Sheppard 和Wilson 首次描述了光与被照明物体的原子之间的非线性关系和激光扫描器的拉曼光谱学。

1984年，Biorad 为公司推出了世界第一台商品化的共聚焦显微镜，型号为SOM-100，扫描方式为台阶式扫描。

1986年MRC-500型改进为光束扫描，用作生物荧光显微镜的共聚焦系统。

Confocal microscopy comes of ageJG White & WB Amos. Nature 328, 183 -184 (09 July 1987Zeiss 、Leica 、Meridian 、OlympusZeiss LSM510 激光扫描共聚焦显微镜Zeiss LSM510 META 激光扫描共聚焦显微镜Zeiss LSM510 META 激光扫描共聚焦显微镜Nikon A1R 激光扫描共聚焦显微镜Prairie UltimaIV 活体双光子显微镜国家光电实验室（武汉）自制随机定位双光子显微镜Leica TCS SP5 激光共聚焦扫描显微镜基本原理相差、DIC 常用荧光标记共聚焦原理Two ways to obtain contrast in light microscopy. The stained portions of the cell in(A reduce the amplitude of light waves of particular wavelengths passing through them.A colored image of the cell is thereby obtained that is visible in the ordinary way. Light passing through the unstained, living cell (B undergoes very little change in amplitude, and the structural details cannot be seen even if the image is highly magnified. The phase of the light, however, is altered by its passage through the cell, and small phase differences can be made visible by exploiting interference effects using a phase-contrast or a differential-interference-contrast microscope.D. Phase-contrast or adifferential-interference-contrast microscopeFour types of light microscopy. (A The image of a fibroblast in culture obtained by the simple transmission of light through the cell, atechnique known as bright-field microscopy.The other images were obtained by techniques discussed in the text: (B phase-contrast microscopy, (C Nomarski differential-interference-contrast microscopy, and (D dark-field microscopy.常用荧光探针Proteins Nucleic Acids DNA Ions pH Sensitive Indicators Oxidation States Specific Organelles荧光显微镜原理明场：透射荧光：落射落射的优点：物镜的聚光镜作用使视场均匀，发射光强度高。

激光扫描共聚焦显微镜教学课件

激光扫描共聚焦显微镜教学课件


缺点
昂贵
激光扫描共聚焦显微镜的价格相对 较高，不是所有的实验室都能够负
担得起。
需要专业操作
使用该显微镜需要一定的专业知识 和技能，对操作者的要求较高。
样本制备要求高
由于该显微镜对样本的厚度和折射 率等参数敏感，因此需要精心制备 样本。
维护成本高
激光扫描共聚焦显微镜的维护成本 也相对较高，需要定期检查和保养 。
04
激光扫描共聚焦显微镜的 优缺点
优点
高分辨率
激光扫描共聚焦显微镜利用激光束进行 扫描，可以实现比传统显微镜更高的分 辨率。
灵敏度高
由于激光束的强度高，该显微镜对样本 的灵敏度也相应提高，可以检测到较弱 的荧光信号。
减少光损伤
共聚焦技术只对焦点处的样本进行照明 ，有效减少了光损伤。
三维成像
激光扫描共聚焦显微镜可以采集样本的 三维图像。
仪器清洁
清洁显微镜的透镜和其他部件，以确保观察的清晰度和准确 性。
图像获取
参数设置
在获取图像前，需要设置激光扫描共聚焦显微镜的参数，如扫描速度、扫描分辨 率、激光波长等。
图像获取
通过激光扫描共聚焦显微镜获取细胞样本的图像。
数据分析
对获取的图像进行处理，以提 高其清晰度和对比度。
02
数据测量
01
图像处理
显微镜控制和分析软件。
02
基于图形用户界面，方便用户进行样本观察、图像获
取和数据分析。
03
支持多种组织样本类型，包括免疫荧光、荧光原位杂
交等。
Definiens Developer
一种基于规则和智能图像分析软 件，用于构建细胞和组织图像分
析流程。
提供强大的图像处理和分析工具 ，包括图像预处理、特征提取、
激光共聚焦技术PPT课件

激光共聚焦技术PPT课件


科学、药理学和遗传学等领域中新的
有力研究工具。
.
3
激光共聚焦显微镜在生物学中的应用
原位鉴定细胞或组织内生 活体细胞或组织功能的实
物大分子、观察细胞及亚 时动态监测
细胞形态结构
实时定量测定细胞内Ca2+变
检测核酸
化
检测蛋白质细胞定位
测定细胞内pH变化
检测细胞凋亡
检测膜电位变化
细胞器的观察及测定 检测细胞融合 观察细胞骨架 检测细胞间缝隙连接通讯 检测细胞内脂肪
另外Fluo 3对于紫外光照射下可裂解的螯合钙或其 它形式的钙也有作用。
.
15
Projection
save “projection”
.
16
图7～10. 7. 连续降温下生成 Ca2 + 荧光随时间变化的曲线 同时记录的荧光图像, 显示冬 小麦胞内荧光有相同的变化趋 势。8. 连续降温下生成Ca2 + 荧光随时间变化的曲线同时记 录的荧光图像, 显示春小麦胞 内荧光有相同的变化趋势。9. Fluo-3/ AM染色后,静息态下冬 小麦原生质体的三维重组图像。 10. Fluo-3/ AM染色后,静息态 下春小麦原生质体的三维重组 图像。
图3-9 pA7-TTG1重组质粒酶切鉴定及PCR鉴定 酶切：重组质粒酶切产物；M：Marker DL 2000；PCR：重组质粒PCR产物
.
21
目的蛋白细胞器定位观察
含TTG1的瞬时表达载体转入洋葱表皮细胞
(1)将提取好的的含有目的基因的瞬时表达载体以及pA7-GFP载体约20 μL分别 (2)加入1.5 mL离心管中，分别加入500 μL的蒸馏水，两管分别标号P1，P2。 (2) 分别取4片约1.5 cm*1.5 cm大小的洋葱表皮放入P1，P2。 (3)将P1，P2管管盖打开，用封口膜将其封上，扎两到三个小孔。 (4)将P1，P2管进行抽真空，抽到刚刚沸腾为止，一共抽三次。 (5)取MS培养基并在其上铺上一层滤纸。 (6)取出P1，P2管中的洋葱表皮，将其铺在MS培养基的滤纸上，加少量的水 培养16小时。
荧光共聚焦 激光扫描共聚焦ppt课件

荧光共聚焦 激光扫描共聚焦ppt课件

7
只要载物台沿着Z轴上下移动，将样品新的一个层面移动 到共焦平面上，样品的新层面又成像在显色器上。
分辨率：0.18μm
点照明，具有照明点和探测点，具有扫描系统，逐点扫描 成像
具有四个荧光通道，可同时探测多个被标记物，一个透射 光道，同时采集透射光图像（非共焦图像）
8 8
弧灯 膜
目镜
孔
9
02 应用
4
荧光显微镜
• 利用一定波长的光使样品受到激发，产生不同颜色的荧光，以用来观察和 分辨样品中某些化学成分和细胞组分的一种显微镜。
• 自发荧光：组织，细胞不经荧光色素染色，在紫外光照射下，某些成分所 呈现的荧光。
• 继发性荧光：组织，细胞经荧光色素染色，由于荧光色素和组织细胞内的 某种成分结合后而呈现的荧光。
荧光共聚焦显微镜
激光扫描共聚焦荧光显微镜 (laser scanning confocal microscopy,LSCM)
1
2
目录
01 原理 02 应用
2
01 原理
3
4
荧光，又作“萤光”，是指一种光致发光的冷发光现象。 当某种常温物质经某种波长的入射光（通常是紫外线或X射 线）照射，吸收光能后进入激发态，并且立即退激发并发 出比入射光的的波长长的出射光（通常波长在可见光波 段）；很多荧光物质一旦停止入射光，发光现象也随之立 即消失。具有这种性质的出射光就被称之为荧光。
17
18
Conversion of azide to primary amine via Staudinger
reaction in metal-organic fracile conversion of azide to primary amine in metalorganic frameworks (MOFs) was accomplished by Staudinger reduction. After the reaction, MOFs retained high crystallinity confirmed by X-ray diffraction patterns, meaning a high usability of this method for postsynthetic modification of MOFs. Bulky phosphine groups provided surface-selective modification of MOFs via a reaction between resulting amine groups of MOF and activated ester with fluorescein, illustrated by confocal laser scanning microscope (CLSM) observation. This method opens up new possibilities for the preparation of MOFs having core-shell structures.
激光扫描共聚焦显微镜教学课件

激光扫描共聚焦显微镜教学课件


细胞膜流动性研究
总结词
详细描述
利用荧光染料标记细胞膜，在激光扫 描共聚焦显微镜下观察标记物的动态 变化，通过分析荧光强度和分布的变 化，可以了解细胞膜的流动性。
神经元突起研究
总结词 详细描述
细胞骨架结构研究
总结词
详细描述
CHAPTER
激光扫描共聚焦显微镜的未 来发展与挑战
技术创新与改进
分辨率提升 高速成像 多维成像
应用领域的拓展
临床诊断
将激光扫描共聚焦显微镜应用于 临床诊断，通过观察活体组织样 本，为疾病诊断和治疗提供更准
确的依据。
药物研发
利用激光扫描共聚焦显微镜观察 药物对细胞的作用和影响，为新
药研发提供实验支持。
生物科学研究
将激光扫描共聚焦显微镜应用于 生物科学研究，探索细胞和分子
层面的生命活动规律。
实验伦理与法规
动物实验伦理 数据处理与隐私保护 法规遵循
WATCHING
激光扫描共聚焦显微 镜教学课件
• 激光扫描共聚焦显微镜简介 • 激光扫描共聚焦显微镜操作流程 • 激光扫描共聚焦显微镜实验技术 • 激光扫描共聚焦显微镜实验案例 • 激光扫描共聚焦显微镜的未来发展与挑战
CHAPTER
激光扫描共聚焦显微镜简介
定义与特点
定义 特点
工作原理
01
激光束通过显微物镜照 射到样品上，形成光斑；
01
样品选择
02 样品预处理
03 载玻片准备
显微镜设置
光源选择
物镜选择
滤色片配置 扫描速度与分辨率设置
图像采集
校准
。
采集参数设置
多区域采集 实时预览
数据分析
图像处理

激光扫描共聚焦显微镜


扫描速度慢
相对于传统的显微镜， 激光扫描共聚焦显微镜 的扫描速度较慢，需要 更长的时间来获取图像。
荧光衰减
荧光染料在长时间的光 照下会逐渐衰减，影响 图像的质量。
改进方向
降低成本
通过改进技术和降低制造成本，使更多 的实验室和研究机构能够使用激光扫描
共聚焦显微镜。
发展多色成像技术
利用多色荧光染料或光谱分离技术实 现多色成像，以便同时观察多个标记
物或细胞成分。
提高扫描速度
研究更快的扫描技术和算法，提高图 像的获取速度。
增强自动化和智能化
开发自动化和智能化的操作系统，减 少人工干预和操作时间，提高实验效 率。
05 激光扫描共聚焦显微镜与 其他显微镜的比较
传统显微镜
光源
传统显微镜使用普通光源，如灯泡或反射镜，提供均匀照明。
分辨率
受限于光的衍射极限，传统显微镜的分辨率相Байду номын сангаас较低。
其他现代显微技术
原子力显微镜（AFM）
01
利用原子间相互作用力进行成像，适用于表面形貌和物理性质
的测量。
扫描隧道显微镜（STM）
02
利用量子隧穿效应进行成像，适用于表面电子结构的测量。
光学 tweezers 技术
03
利用光束操纵微小粒子，实现细胞和分子水平的操控和观察。
06 激光扫描共聚焦显微镜的 未来发展与展望
激光扫描共聚焦显微镜
目录
• 激光扫描共聚焦显微镜简介 • 激光扫描共聚焦显微镜技术原理 • 激光扫描共聚焦显微镜操作流程 • 激光扫描共聚焦显微镜优缺点 • 激光扫描共聚焦显微镜与其他显微镜的比
较 • 激光扫描共聚焦显微镜的未来发展与展望

第一章激光扫描共聚焦显微镜基本结构、特点详述

另电子放大倍数1~32倍
4) 激光分辨率：250nm 5) 功能：明视场、DIC（微分干涉）
6) 样品最大厚度:
取决于物镜的NA、物镜的工作距离、激光 的穿透力(单光子-- 50 m ；双光子--500 m ) 、 样品的透明度，Z轴的最大移动范围(166m、Zwide)。
待测样品最大厚度约1-2mm。
图像发虚和分辨率降低
Non-Confocal Scan of the Same Cell
3D Reconstruction of Astrocyte by Simulated Fluorescence Process
共聚焦系统
CCD
CONFOCAL
当观察样品稍厚时，普通荧光显微镜接收来自焦
10) 扫描密度:
6464、 128128、 512512、 10241024、 20482048
Zoom×2
Zoom×4
激光扫描共焦显微镜的研究焦点：
荧光染料的开发、细胞的制备方法和电子信号处理能力的 提高。
此外，显微镜研发： 1.连续光谱型 Confocal
2.多光子激光扫描显微镜 (Multiphoton Laser Scanning Microscopy)
利用软件叠合，即可获得重构的三维 立体图像。
小结
* LSCM的光源为激光，单色性好，基本消色 差，其横向分辨率比普通光镜高，成象聚焦 后焦深小，因此也具有较高纵向分辨率。
* 可无损伤地对样品作不同深度的层扫描和 荧光强度测量，不同焦平面的光学切片经三 维重建后能得到样品的三维立体结构
形象的称为显微“CT”。
7) 样品最小光切厚度：
Z轴的最小移动步距40nm， Z轴的分辨率为0.35 m
8) 四个荧光通道, 一个透射光通道(非共焦 图像) 注：对未标记的标本，可采集反射光图像。
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

激光扫描共聚焦显微镜
吴旭
2008.10.14
高级显微镜原理
正置、倒置显微镜
细胞遗传工作站
活细胞工作站
激光显微分离系统激光共聚焦显微镜
概述
激光扫描共聚焦显微镜
（Laser scanning confocalmicroscope ，LSCM ）生物医学领域的主要应用
通过一种或者多种荧光探针标记后，可对固定的组织或活体样本进行亚细胞水平结构功能研究
高空间分辨率、非介入无损伤连续光学切片、三维图像、实时动态等细胞结构和功能的分析检测……
Conventional fluorescence microscope Confocal microscope
历史
1957年，Marvin Minsky提出了共聚焦显微镜技术的某些基本原理，获得了美国的专利。

1967年，Egger 和Petran 成功地应用共聚焦显微镜产生了一个光学横断面。

1977年，Sheppard 和Wilson 首次描述了光与被照明物体的原子之间的非线性关系和激光扫描器的拉曼光谱学。

1984年，Biorad 为公司推出了世界第一台商品化的共聚焦显微镜，型号为SOM-100，扫描方式为台阶式扫描。

1986年MRC-500型改进为光束扫描，用作生物荧光显微镜的共聚焦系统。

Confocal microscopy comes of ageJG White & WB Amos. Nature 328, 183 -184 (09 July 1987
Zeiss 、Leica 、Meridian 、Olympus
Zeiss LSM510 激光扫描共聚焦显微镜
Zeiss LSM510 META 激光扫描共聚焦显微镜
Zeiss LSM510 META 激光扫描共聚焦显微镜
Nikon A1R 激光扫描共聚焦显微镜
Prairie UltimaIV 活体双光子显微镜
国家光电实验室（武汉）自制随机定位双光子显微镜
Leica TCS SP5 激光共聚焦扫描显微镜
基本原理相差、DIC 常用荧光标记共聚焦原理
Two ways to obtain contrast in light microscopy. The stained portions of the cell in
(A reduce the amplitude of light waves of particular wavelengths passing through them.
A colored image of the cell is thereby obtained that is visible in the ordinary way. Light passing through the unstained, living cell (
B undergoes very little change in amplitude, and the structural details cannot be seen even if the image is highly magnified. The phase of the light, however, is altered by its passage through the cell, and small phase differences can be made visible by exploiting interference effects
using a phase-contrast or a differential-interference-contrast microscope.
D. Phase-contrast or a
differential-interference-
contrast microscope
Four types of light microscopy. (A The image of a fibroblast in culture obtained by the simple transmission of light through the cell, atechnique known as bright-field microscopy.The other images were obtained by techniques discussed in the text: (B phase-contrast microscopy, (C Nomarski differential-interference-contrast microscopy, and (D dark-field microscopy.
常用荧光探针
Proteins Nucleic Acids DNA Ions pH Sensitive Indicators Oxidation States Specific Organelles
荧光显微镜原理
明场：透射荧光：落射
落射的优点：
物镜的聚光镜作用使视场均匀，发射光强度高。

激发光损失小，荧光
效应高。

共聚焦原理
由于pinhole 的存在，使得部分杂散光（虚线部分）没有被PMT 探测器探测到，从而提高了成像效果。

通过对样品在x-y 方向上的逐点扫描，可以形成二维图像。

如果调解焦平面在z 方向的位置，连续扫描多个不同z 位置的二维图像，则可以形成一个3D 图像，3D
的重建需要软件的支持。

The unique scanning module is thecore of the LSM 510 META.
It contains motorized collimators, scanning mirrors,individually adjustable and positionablepinholes, and highly sensitive detectors including the META detector.
All these components are
arranged to ensure optimum specimen illumination and efficient collection of reflected or emitted light. A highly efficient optical grating provides an innovative way of separating the fluorescence emissions in the META detector.
The grating projects the entire fluorescence spectrum onto the 32 channels of the META detector. Thus, the spectral signature is acquired for each pixel of the scanned image and subsequently can be used for the
digital separation into component dyes.
分光镜组件结构
共聚焦构成
•光学显微镜
•激光光源
•扫描模块（包括共聚焦光路通道和针孔、扫描镜）•光检测器•计算机系统（数据采集、处理、转换应用）•图形输出设备
LCSM 照片，蓝色为细胞核，绿色为微管图像相关概念
RGB
三基色
图像数据位
亮度
对比度
饱和
分辩率
怎样得到样品图像
样品的标记物有合适的激发波长和发射波长荧光下观察选择合适的图象设置激光扫描的通道参数
设置图象的属性
调节每一个通道的亮度、对比度、清晰度、背景亮度
启动
共聚焦和CCD 照片的比较更大的动态范围
高灵敏度
图像背景的消除
灵活的拍照区域选择 ZOOM 功能
伪彩色
环境要求高
多通道图象合成
时间序列
Ca 离子成像
FRAP ：Fluorescence Redistribution After Photo bleaching
FRAP 是用来测定活细胞的动力学参数，借助于高强度脉冲激光来照射细胞某一区域，造成该区域荧光分子的光粹灭，该区域周围的非粹灭荧光分子会以一定的速率向受照射区域扩散，这个扩散速率可通过低强度激光扫描探测, 因而可得到活细胞的动力学参数。

LSCM 可以控制光粹灭作用，实时监测分子扩散率和恢复速率，反映细胞结构和活动机制。

广泛用于研究细胞骨架构成，核膜结构跨膜大分子迁移率，细胞间通讯等领域。

荧光漂白恢复（FRAP ）
实用文档
人卵细胞的局部光漂白
FRAP 研究ER-GFP 的核转位文案大全。