激光共聚焦显微镜与光学显微镜之比较

激光扫描共聚焦显微镜在活细胞的动态检测、光学切片和三维结构重建等方面较光学显微镜有质的飞跃。本文对激光扫描共聚焦显微镜和光学显微镜进行了比较和讨论,并简单介绍多光子激光扫描显微镜。     

水稻双受精过程的共聚焦显微镜观察

(郑州大学离子束生物工程省重点实验室,郑州450052)摘要:首次利用核特异荧光染色与整体透明技术并利用激光扫描共聚焦显微镜(LSCM)对水稻双受精过程进行了观察。激光扫描共聚焦显微镜具有"组织与细胞CT"的功能,可以对整体组织进行扫描并构建三维结构。经荧光染色及透明处理后,在激光扫描共聚焦显微镜下经488nm激光激发,胚囊内各细胞的细胞核以及核仁发出明亮荧光,细胞核轮廓比较清晰,层次感强,并能清晰观察到胚囊内各细胞的结构特点和空间位置关系。不论是对开花前较小的成熟胚囊材料还是开花后较大的胚囊材料都取得了较好的观察效果。同传统的光学显微镜和荧光显微镜相比,其观察到的图像更清晰、更直观、更具立体感。     

用激光扫描共聚焦显微镜观察雪松花粉和花粉管

为更直观地观察和显示花粉和花粉管中细胞结构及其细胞核的状态与行为。雪松花粉和花粉管经卡诺液固定,分别以埃氏苏木精、曙红、Hoechst 33243单染和曙红-Hoechst 33342双染后,用冬青油整体透明,在激光扫描共聚焦显微镜下观察。4种染色法观察效果不同;以曙红-Hoechst 33342双染的样品观察效果最佳,在紫外光激发下清晰地显示出细胞核,在488 nm激光激发下不仅能清晰看到花粉和花粉管壁结构,且能分辨管细胞、柄细胞及体细胞的结构特点和空间位置关系。建立了一种快速简便的适于在激光扫描共聚焦显微镜下观察花粉和花粉管中成员细胞结构及其细胞核的状态、行为的制片技术;激光扫描共聚焦显微镜具有独特的共轭成像装置、连续光学扫描、图像三维重组和多通道检测等功能,极好地展示了雪松花粉和花粉管的结构特点,相比于传统的光学显微镜和荧光显微镜,其观察到的图像更清晰、更直观、更具立体感。     

激光共聚焦扫描技术与荧光组织化学染色

激光扫描共聚焦显微镜Confocal Laser Scanning Microscope)是20世纪80年代中期发展起来并得到广泛应用的新技术[1].在传统光学显微镜基础上,激光扫描共聚焦显微镜用激光作为光源,采用共轭聚焦原理和装置,并利用计算机对所观察的对象进行数字图像处理观察、分析和输出.其特点是可以对样品进行断层扫描和成像,进行无损伤观察和分析细胞的三维空间结构.同时,利用免疫荧光标记和离子荧光标记探针,该技术也可对活细胞内的生命活动进行动态观察和分析,是细胞生物学研究的重要手段和工具,极大地丰富了人们对细胞生命现象的认识.     

共聚焦激光扫描显微镜在发育生物学中的应用

共聚焦激光扫描显微镜以高空间分辨率、非介入无损伤性连续光学切片、实时动态观察等优越性,应用于生物医学众多领域中。本文主要论述共聚焦激光扫描显微镜在发育生物学中的应用。     

人鼻咽癌细胞纤维肌动蛋白的共聚焦激光扫描显微镜观察

为探讨高分化和低分化鼻咽癌细胞纤维肌动蛋白（F-actin)的空间结构,采用共聚焦激光扫描显微镜光学切片技术结合异硫酸氢荧光素－鬼笔环肽（FITC－phalloidin)标记F-actin、碘化吡啶（PI）标记核酸的荧光探针双重标记技术,对鼻咽癌细胞F－actin进行光学切片、三维重组及形态学观察。实验结果可见高分化鼻咽癌细胞F－actin呈芒刺状分布于细胞表面,而在细胞突起末端细胞间连接处呈束状,放射状密集分布;代分化鼻咽癌细胞F－actin明显少于高分化鼻咽癌细胞,仅沿细胞膜表面呈弯曲细小绒毛状分布。结果表明F－actin在细胞内的空间分布与鼻咽癌的分化类型有关,肿瘤或恶性转化细胞的F－actin在形态和结构方面有异常改变;共聚焦激光扫描显微镜光学切片结合荧光双重标记技术是研究细菌骨架结构的理想方法。     

激光扫描共聚焦显微镜系统及其在细胞生物学中的应用

激光扫描共聚焦显微镜是近十年发展起来的医学图象分析仪器,现已广泛应用于荧光定量测量、共焦图象分析、三维图象重建、活细胞动力学参数监测和胞间通讯研究等方面。其性能为普通光学显微镜质的飞跃,是电子显微镜的一个补充。本文以美国Ｍｅｒｉｄｉａｎ公司的ＡＣＡＳＵＬＴＩＭＡ３１２为例简要介绍了激光扫描共聚焦显微镜系统的结构、功能和生物学应用前景。     

帕金森病相关蛋白PINK1和α-突触核蛋白相互作用研究

目的 利用蛋白质组学方法和激光扫描共聚焦显微镜来鉴定帕金森病相关蛋白PINK1和α-突触核蛋白（α-synuclein）之间的相互作用关系及两种蛋白在MN9D细胞中的分布。方法 将α-synuclein基因插入pGEX-4T-1载体,经DNA测序证明形成GST融合蛋白,经大肠杆菌BL-2l表达纯化后,与MN9D细胞裂解液共孵育,检测PINK1与α-synuclein蛋白间的相互作用。并应用MN9D细胞的内源性PINK1与α-synuclein进行免疫共沉淀实验,进一步验证两蛋白之间的相互作用。MN9D细胞经免疫细胞化学染色,利用激光扫描共聚焦显微镜观察两种蛋白的细胞内分布及共定位状态。结果 利用GST-α-synuclein融合蛋白捕获及免疫共沉淀技术,检测到特异的PINK1条带。激光扫描共聚焦显微镜检测到两者存在部分共定位。结论 PINK1和α-synuclein在体外和细胞内均可发生相互作用并在MN9D细胞中存在共定位关系。     

激光扫描共聚焦显微镜在蛋白质晶体生长研究中的应用

激光扫描共聚焦显微镜与普通光学显微镜相比,其分辨率高,同时具有可对样品进行非侵入性无损伤断层扫描,以及对样品形貌进行三维成建等特点,因此,可作为研究晶体生长强有利的工具。本文介绍了其在定量测量晶体的个数,重组三维图像以获得晶体生长的过程信息及测定晶体生长台阶动态变化等方面的应用。还对激光扫描共聚焦显微镜在晶体生长研究的其它方面应用前景作了展望。     

激光扫描共聚焦显微镜在花粉研究中的应用

激光扫描共聚焦显微镜（Laser scanning confocal microscope,LSCM）是普通光学显微镜、激光、计算机及其相应的软件技术结合的产物,能实现连续光学切片和生物三维结构重组及动态分析.作为一种先进的技术手段,LSCM技术已经为花粉生物学的研究提供了有价值的新资料,大大地推动了植物生殖生物学的发展.本文综述了LSCM技术在花粉粒形态（形状、大小及三维重建）、花粉的内部结构（如细胞骨架）、花粉的遗传学、花粉的发育、花粉的萌发、花粉自发荧光特性、孢粉研究等方面中的应用,并指出了LSCM的不足之处,最后提出了LSCM技术在花粉研究中的应用展望.未来LSCM技术应该与多光子技术、活细胞工作站技术相结合使用,才能更准确地进行花粉动态研究的实时监测.     

激光共聚焦显微镜在肿瘤免疫治疗检测中的应用

目的:通过激光共聚焦显微镜对肿瘤生物治疗后患者的外周血淋巴细胞进行亚群计数,为生物治疗后外周血淋巴细胞无法分群的肿瘤患者提供新的监测免疫功能状态的方法。方法:收集35例肿瘤生物治疗后患者的外周血标本,通过激光共聚焦显微镜和流式细胞仪两种方法分别对患者外周血淋巴细胞亚群进行分类计数。结果:流式细胞仪和激光共聚焦显微镜同时分类计数的患者外周血细胞标本30例,两种方法在检测CD3、CD3~+/CD4~+、CD3~+/CD8~+、CD3-/CD16~+56~+、CD3-/CD19~+细胞时均无统计学差异(P值0.05);5例流式细胞仪无法将患者外周血淋巴细胞分群的样本,通过激光共聚焦显微镜可以进行分类计数。结论:激光共聚焦显微镜亦可以用于外周血淋巴细胞的分类计数。     

用激光共聚焦显微镜鉴别可疑笔迹与印章

本文采用激光共聚焦显微镜鉴别可疑笔迹和印章及其它的文件。法医在鉴别可疑文件时通常都是凭经验和用普通光学显微镜,找出其中的一些物理特征。但还是有许多文件的笔迹顺序无法确定,尤其是墨水写的笔迹,为解决法医的这一问题,我们用激光共聚焦显微镜鉴别了72例不同铅笔和圆珠笔写的肉眼难于鉴别的交叉笔顺和其他的一些文字文件。在激光共激光共聚焦显微镜下大多数笔迹和印章都能发出荧光,因此很容易鉴别其笔顺和印章的特征,必要时还可以进行笔顺的三维图象构建,以帮助鉴别。结论：激光共聚焦显微镜可以更准确地鉴别可疑笔迹和印章。印章和笔迹的交叉也很容易分辨出来。     

Principles and practices of laser scanning confocal microscopy

The laser scanning confocal microscope (LSCM) is an essential tool for many biomedical imaging applications at the level of the light microscope. The basic principles of confocal microscopy and the evolution of the LSCM into today's sophisticated instruments are outlined. The major imaging modes of the LSCM are introduced including single optical sections, multiple wavelength images, three-dimensional reconstructions, and living cell and tissue sequences. Practical aspects of specimen preparation, image collection, and image presentation are included along with a primer on troubleshooting the LSCM for the novice.     

激光扫描共聚焦显微镜（LSCM）及其生物学应用

激光扫描共聚焦显微镜（ＬＳＣＭ）有效地排除了非焦平面信息,提高了分辨率及对比度,使图像更为精确清晰;与计算机及相应的软件技术组合,ＬＳＣＭ 实现了连续光学切片,广泛应用于生物三维结构重组及动态分析。目前,激光共聚焦显微技术已成功应用于生物芯片技术、激光显微操作系统、细胞骨架研究、生理生化及胚胎学研究、基因定位等领域。多光子技术的发展,进一步改善了ＬＳＣＭ 成像清晰度,拓宽了ＬＳＣＭ 在生物学领域中的应用。本文叙述了ＬＳＣＭ 的基本原理及其在生物学研究中的应用。     

Highly efficient uptake of ultrafine mesoporous silica nanoparticles with excellent biocompatibility by Liriodendron hybrid suspension cells

The characteristics of the interactions co-cultures of ultrafine mesoporous silica nanoparticles (MSNs) and the Liriodendron hybrid suspension cells were systematically investigated using laser scanning confocal microscope (LSCM) and scanning electron microscopy (SEM). Using fluorescein isothiocyanate (FITC) labeling, the LSCM observations demonstrated that MSNs (size, 5-15nm) with attached FITC molecules efficiently penetrated walled plant cells through endocytic pathways, but free FITC could not enter the intact plant cells. The SEM measurements indicated that MSNs readily aggregated on the surface of intact plant cells, and also directly confirmed that MSNs could enter intact plant cells; this was achieved by determining the amount of silicon present. After 24 h of incubation with 1.0mg mL-1 of MSNs, the viability of the plant cells was analyzed using fluorescein diacetate staining; the results showed that these cells retained high viability, and no cell death was observed. Interestingly, after the incubation with MSNs, the Liriodendron hybrid suspension cells retained the capability for plant regeneration via somatic embryogenesis. Our results indicate that ultrafine MSNs hold considerable potential as nano-carriers of extracellular molecules, and can be used to investigate in vitro gene-delivery in plant cells.     

利用激光扫描共聚焦显微镜的肿瘤血管在体成像研究

传统的观察血管的方法需将组织制成切片,然后通过光学显微镜进行观察。显示的只是血管的某一片段而无法观察到血管的全貌。应用激光扫描共聚焦显微镜,可对活体动物血管进行断层成像,从而再现血管的结构。本方法为对肿瘤等病变组织血管进行研究提供了一种新的检测手段。     

硝普纳处理对白刺愈伤组织膜脂过氧化及抗氧化酶活性的影响

以唐古特白刺（Nitraria tangutorum Bobr.）愈伤组织为材料,研究一氧化氮(NO)供体硝普钠（SNP）处理对其膜脂过氧化及抗氧化酶活性的影响。激光共聚焦扫描显微镜技术检测结果显示,白刺愈伤组织在SNP处理下细胞中NO含量显著增加,而N-硝基-L-精氨酸（L-NNA）处理使细胞中NO水平降低。低浓度SNP（10和25 μmol·L^-1）处理后,白刺愈伤组织中丙二醛（MDA）含量显著减少,而高浓度SNP（100 μmol·L^-1）和L-NNA(0.5 mmol·L^-1)处理后MDA含量明显高于对照。与对照比,SNP处理诱导白刺愈伤组织可溶性蛋白含量升高,却使脯氨酸含量减少。白刺愈伤组织在不同浓度SNP处理下过氧化氢酶（CAT）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性呈增加的变化趋势,低浓度SNP处理使过氧化物酶（POD）活性减弱,而50 μmol·L^-1 SNP处理后POD活性约增加为对照的119%。结果提示,外源NO可促进白刺愈伤组织可溶性蛋白的合成,诱导抗氧化酶活性升高,增强了白刺愈伤组织的抗氧化能力,从而表现出对细胞的保护作用。     

微流控芯片监测绿色荧光蛋白在枯草芽孢杆菌中的表达

目前主要使用激光共聚焦扫描显微镜观察绿色荧光蛋白的表达,但需要昂贵的仪器并耗费大量时间。本研究开发了一种新型激光诱导的微流芯片检测系统来监测绿色荧光蛋白在枯草芽孢杆菌中的表达。该系统主要由激光装置、光路系统、微流控芯片、光电倍增管和计算机处理系统等5部分组成。对该系统的测试结果显示,随着诱导强度的增强监测信号峰也随之增强,并且与激光共聚焦显微镜观察的结果一致。利用该芯片系统能够快速准确地筛选和鉴定用绿色荧光蛋白作为标记的细胞克隆,可以替代PCR鉴定方法。但该系统仅仅能够监测表达强度,不能够满足蛋白定位等高水平研究,因此,该系统适合应用于环境的微生物监测、药物筛选和其他无需观察蛋白定位等研究。