共聚焦波长(激光共聚焦)

虚拟屋 2022-12-24 14:12 编辑:admin 294阅读

1. 共聚焦波长

  激光扫描共聚焦显微镜(Confocal laser scanning microscope,CLSM)是近代最先进的细胞生物医学分析仪器之一。目前,激光扫描共聚焦显微技术已用于细胞形态定位、立体结构重组、动态变化过程等研究,并提供定量荧光测定、定量图像分析等实用研究手段,结合其他相关生物技术,在形态学、生理学、免疫学、遗传学等分子细胞生物学领域得到广泛应用。1. 组织和细胞中的定量荧光测定  激光扫描共聚焦显微镜可以从固定和荧光染色的标本以单波长、双波长或多波长模式,对单标记或多标记的细胞及组织标本的共聚焦荧光进行数据采集和定量分析,同时还可以利用沿纵轴上移动标本进行多个光学切片的叠加, 形成组织或细胞中荧光标记结构的总体图像,以显示荧光在形态结构上的精确定位。 常用于原位分子杂交、肿瘤细胞凋亡观察、单个活细胞水平的 DNA 损伤及修复等定量分析。2. 细胞间通讯的研究  动物和植物细胞中缝隙连接介导的胞间通信在细胞增殖和分化中起着重要作用。 激光扫描共聚焦显微镜可通过观察细胞缝隙连接分子的转移来测量传递细胞调控信息的一些离子、小分子物质。 该技术可以用于研究胚胎发生、生殖发育、神经生物学、肿瘤发生等过程中缝隙连接通讯的基本机制和作用,也可用于鉴别对缝隙连接作用有潜在毒性的化学物质。3. 细胞物理化学测定  激光扫描共聚焦显微镜可对细胞形状、周长、面积、平均荧光强度及细胞内颗粒数等参数进行自动测定。 能对细胞的溶酶体、线粒体、内质网、细胞骨架、结构性蛋白质、DNA、RNA、酶和受体分子等细胞内特异结构的含量、组分及分布进行定量、定性、定时及定位测定。4. 细胞内钙离子和 pH 值动态分析  激光扫描共聚焦显微镜技术是测量若干种离子浓度并显示其分布的有效工具,对焦点信息的有效辨别使在亚细胞水平显示离子分布成为可能。 利用荧光探针,激光扫描共聚焦显微镜可以测量单个细胞内 pH 和多种离子(Ca2+、K+、Na+、Mg2+)在活细胞内的浓度及变化。 一般来说,电生理记录装置加摄像技术检测细胞内离子量变化的速度相对较快,但其图像本身的价值较低,而激光扫描共聚焦显微镜可以提供更好的亚细胞结构中钙离子浓度动态变化的图像,这对于研究钙等离子细胞内动力学有意义。4. 三维图像的重建  传统的显微镜只能形成二维图像,激光扫描共聚焦显微镜通过对同一样品不同层面的实时扫描成像,进行图像叠加可构成样品的三维结构图像。 它的优点是可以对样品的立体结构分析,能十分灵活、直观地进行形态学观察,并揭示亚细胞结构的空间关系。5. 荧光漂白恢复技术  该方法的原理是一个细胞内的荧光分子被激光漂白或淬灭,失去发光能力,而邻近未被漂白细胞中的荧光分子可通过缝隙连接扩散到已被漂白的细胞中,荧光可逐渐恢复。 可通过观察已发生荧光漂白细胞其荧光恢复过程的变化量来分析细胞内蛋白质运输、受体在细胞膜上的流动和大分子组装等细胞生物学过程。6. 长时程观察细胞迁移和生长  活细胞观察通常需要一定的加热装置及灌注室,以保持培养液的适宜温度及 CO2 浓度的恒定。 目前的激光扫描共聚焦显微镜,其光子产生效率已大大改善,与更亮的物镜和更小光毒性的染料结合后可以减小每次扫描时激光束对细胞的损伤,用于数小时的长时程定时扫描,记录细胞迁移和生长等细胞生物学现象。7. 在细胞及分子生物学基础研究中的应用  激光扫描共聚焦显微镜应用照明针与检测孔共轭成像,有效抑制了焦外模糊成像并可对标本各层分别成像,对活细胞行无损伤的“光学切片”这种功能也被形象的称为“显微 CT”。CLSM 还可以对贴壁的单个细胞或细胞群的胞内、胞外荧光作定位、定性、定量及实时分析,并对胞内成分如线粒体、内质网、高尔基体、DNA、RNA、Ca2+、Mg2+、Na+ 等的分布、含量等进行测定及动态观察,使细胞结构和功能方面的研究达到分子水平。8. 在肿瘤和抗癌药物筛选研究中的应用  普通显微镜及电子显微镜,仅能对肿瘤相关抗原进行定性分析,而 CLSM 则可对单标记或者多标记细胞、组织标本及活细胞进行重复性极佳的荧光定量分析,从而对肿瘤细胞的抗原表达、细胞结构特征,抗肿瘤药物的作用及机制等方面定量化。9. 在血液病学和医学免疫学研究中的应用  激光扫描共聚焦显微镜观察免疫细胞和系统,如树突状细胞、单核-吞噬细胞系统、自然杀伤细胞、淋巴细胞时,在准确细胞定位的同时有效鉴定免疫细胞的性质。10. 在大脑和神经科学中的应用  激光扫描共聚焦显微镜分层扫描发现神经轴突的内部结构连续性好。用激光扫描共聚焦显微镜能观察到脑干组织中神经轴突的正常走向,可排除在荧光显微镜下由此造成的一些病理假象。并且激光扫描共聚焦显微镜能观察神经轴突的三维结构,因此应用 CLSM 有可能观察到普通光镜下未能发现的神经组织的细微病变。11. 在眼科研究中的应用  利用激光扫描共聚焦显微镜可以观察晶状体,角膜、视网膜、虹膜和睫状体的结构和病理变化。12. 在骨科研究领域中的应用  激光扫描共聚焦显微镜在骨科研究领域的应用现状表明,CLSM在观测骨细胞形态学研究、骨细胞特异性蛋白(骨钙素)以及骨细胞之间的相互作用具有显著的优势。

2. 激光共聚焦

激光共聚焦扫描显微镜(Confocal laser scanning microscope,CLSM)用激光作扫描光源,逐点、逐行、逐面快速扫描成像,扫描的激光与荧光收集共用一个物镜,物镜的焦点即扫描激光的聚焦点,也是瞬时成像的物点。

系统经一次调焦,扫描限制在样品的一个平面内。

调焦深度不一样时,就可以获得样品不同深度层次的图像,这些图像信息都储于计算机内,通过计算机分析和模拟,就能显示细胞样品的立体结构。

3. 共聚焦激发波长

白色光通过一个半透镜面到达凸透镜。上述特殊色差就在这里产生。光线照射到被测物体后发生反射,透过凸透镜,返回到传感器探头内的半透镜上。

半透镜将反射光折射到一个穿孔盖板上,小孔只允许聚焦最好的反射光通过。

透过穿孔盖板的光是一组模糊光谱,也就是说若干不同波长的光都有可能穿过小孔照在CCD感光矩阵单元上。但是只有在被测物体上聚焦的反射光拥有足够光强,在CCD感光矩阵上产生一个明显的波峰。

在穿孔盖板后面,需要一个分光器测量反射光的颜色信息。分光器类似一个特制光栅,可以根据反射光的波长,增强或减弱折射率。因此,CCD矩阵上的每一个位置,对应一个测量物体到探头的距离。

4. 共聚焦显微镜激发波长

605nm的激光是红光,不过现在很多共聚焦显微镜制造商为了提高显微镜的分辨率,多用的是405nm的紫色光----午禾科技

5. 激光共聚焦波长

激光具有区别于其他光源的几种特性(单色性、相干性、平行性和高能量)。单色性是指仅为单一波长或一个窄带波长的光释放,同时决定了辐射光的波长。

相干性形容光波行进时无论方向、时间和空间都保持一致,就像一队士兵在步调一致地行进。相干性可使激光被聚焦成类似波长本身一样窄的光斑大小。

平行性指的是相干性光波的特点,即使长距离发射都可保持平行特性而不发生弥散或弥散极少,从而使激光束可以传播很长的距离而没有明显的能量损失。

  激光可以连续或脉冲模式传输。在连续模式中,激光器产生连续的光束。氩激光是这类激光的代表。这些激光通常具有有限的峰值功率然而高峰值功率可通过在短时间内以脉冲方式释放激光获得。

6. 激光共聚焦谱图特征

不管是激光共聚焦显微镜还是普通显微镜,它的总的放大倍数总是等于目镜放大倍数×物镜放大倍数。楼上说的不全,物镜还有150倍的,目镜还有16倍的呢。

楼主指的放大倍数应该是软件里看到的放大倍数吧,那就纯粹是物镜的放大倍数了,因为软件拍图的光路是不经过目镜的。总结:眼睛观看的放大倍数=物镜放大倍数×目镜放大倍数。

你通过电脑上的软件来看图的放大倍数就直接等于物镜的放大倍数。

7. 共聚焦显微

三维光学显微成像是利用光学层析技术获取样品三维图像的光学显微成像方法。实现三维光学成像的显微镜必须具有区分成像焦面的有用信号与焦面外的背景信号的能力,即光学层析能力。通过移除焦面外的信号,显微镜可以获取厚样品中一系列的薄层信号。

基于这些二维的图像,计算机技术可以重构出反映样品信息的三维图像。

获取层析能力主要有两种方式:一种方式是在照明的过程中不产生焦面外的背景信号;另一种方式是在探测前或探测后移除焦面外的信号。基于这两种方式,科学家们发展出了不同的光学显微成像方法。

根据光学层析机理的不同,这些方法主要有激光共聚焦显微成像、非线性光学显微成像、结构光照明显微成像与光片照明显微成像。

8. 激光共聚焦波长范围

共聚焦显微镜与传统显微镜相比,具有高分辨率、高灵敏度、高放大率等特点。随着软件开发和应用技术的完善,共聚焦显微镜已成为形态学、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。

共聚焦显微镜的样品制备

  共聚焦显微镜样品制备是检测前的关键步骤。样品需经荧光探剂标记(单标、双标、三标)。

  标本可以是固定的或活的组织,也可以是固定的或活的贴壁培养,细胞应培养在Confocal专用小培养皿或盖玻片上,悬浮细胞,甩片或滴片后,用盖玻片封片。样品的Zda厚度约1~2mm,使用的盖玻片厚度应小于0.17mm,载玻片厚度应在0.8~1.2mm之间,而且表面光洁,厚度均匀,没有明显的干扰荧光。固定样品常用封片剂进行封片,常用PH8.5-9的PBS配制的甘油封片。

  常规样品制备要求:

  1、染料的选择

  由于共聚焦显微镜是以单一波长的激光作为光源,因此在选择荧光染料时要根据共聚焦显微镜配备的激光器波长选择,如果在同一样品中有多种荧光染料标记,还要考虑它们的发射波长尽量不要重叠,避免串色问题。

  2、样品承载物的选择

  一般的共聚焦显微镜高倍物镜均为油镜,它的数值孔径较小,要求镜头与样品之间的工作距离不大于0.17mm,因此如果观察样品为贴壁细胞或组织切片,可以用普通的载玻片和盖玻片即可。如果是悬浮细胞或悬浮粒子,可以用共聚焦显微镜专用的培养皿承载样品进行观察。

  3、封片剂的选择

  如果样品只需要观测一次并且不是极易淬灭的荧光,可以选用一定浓度的甘油混合液封片即可。如果样品需要放置一段时间并多次拍摄,应选用抗荧光淬灭的封片剂,以减少荧光信号丢失。

共聚焦显微镜的操作步骤

  ①根据荧光探针的激发波长和发射波长,选择合适的激光器、激光功率,分光镜滤片和发射滤片。

  ②确定扫描方式:点、线、面、三维扫描。

  ③确定扫描密度(分辨率):256×256、512×512、1024×1024、2048×2048,分辨率越高,扫描速度越慢,图像信噪比越好,但也越容易发生光漂白。

  ④选取共聚焦显微镜物镜的倍数及电子放大倍数:这个条件被确定后,扫描范围即被确定,物镜的光透射率与数值孔径(NA)的4次方成正比,与物镜的放大倍数的平方成反比,因此,应尽量选择高数值孔径的物镜。

  ⑤根据样品的制备质量选择合适的针孔大小,

9. 共聚焦绿色荧光波长

叶绿体的自发荧光是因为,叶绿体中的叶绿素分子吸收光子的能量没有完全被利用。细胞内的叶绿素分子通过直接吸收光量子或间接通过捕光色素吸收光量子得到能量后,从基态(低能态)跃迁到激发态(高能态)。

重新放出一个光子,回到基态,即产生荧光。由于部分激发能在放出荧光光子之前以热的形式逸散掉了,因此荧光的波长比吸收光的波长长,叶绿素荧光一般位于红光区。

10. 共聚焦激发波长都有多少

没错,光在任何物体表面都会反射,我们白天能看到一切东西就是因为阳光照到物体表面,然后反射到我们的眼睛里我们才能看到各个物体。光在反射时有一部分光会被物体吸收,如果物体是透明的那还有一部分光会透过物体发生折射……

目前唯一一个不会反射的是“黑洞”,所谓“黑洞”,是引力场很强的一种天体,就连光也不能逃脱出来。等恒星的半径小到一特定值(天文学上叫“史瓦西半径”)时,就连垂直表面发射的光都被完全吸收了。到这时,恒星就变成了黑洞。不过因为它不反射光,看过去黑黑的一片,人们无法直接观察到它,连科学家都只能对它内部结构提出各种猜想,因此是否存在还待进一步证明。