共聚焦激光扫描显微镜技术

自1985年共聚焦激光扫描显微镜问世以来,该项技术一直在飞速发展和完善。近年来一系列新型的共聚焦显微镜相继研制成功和投入使用,如视频共聚焦激光扫描显微镜、双光子显微镜、4Pi显微镜、荧光寿命成像显微镜等,它们较传统共聚焦显微镜有着各自独特的优势,了解它们的基本性能和特点有助于其在生物学领域更为广泛深入的应用。     

激光扫描共聚焦显微镜对人类染色体三维结构的观察

为了获得染色体内部结构的多种信息,以及对染色体形态构建提供有益的尝试,本试验利用荧光染料的特异性标记及激光扫描共聚焦显微镜的连续断层扫描和三维重建的特点,对人类染色体的形态结构进行观测,结果显示：本方法不仅能显示染色体的荧光带纹的分布状况,而且能作染色体内部的一系列光学切片和染色体三维结构的观测。     

激光扫描共聚焦显微镜荧光探针的选择和应用

激光扫描共聚焦显微镜是检测生物荧光信号的最新技术手段。不仅广泛用于荧光定性、定量测量,还可用于活细胞动态荧光监测、组织细胞断层扫描、三维图象重建、共聚焦图象分析、荧光光漂白恢复、激光显微切割手术等。本文拟就激光扫描共聚焦显微镜常用的检测内容及其相关荧光探针的选择和应用做一简单的介绍。     

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。     

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。     

激光扫描共聚焦显微镜在孢粉研究中的应用

在MRC1000型激光扫描共聚焦显微镜下,观察具有自发荧光的孢子、花粉、沟鞭藻以及疑源类等不同时代的化石标本,发现现代和第四纪孢粉具有较强的自发荧光,古生代的孢子自发荧光强度最弱。后者很难聚焦成清晰的二维投影图像。在观察孢粉样品过程中,选择合适的激光波长及激光扫描强度是关键的技术问题。一般以氪、氩离子激发为效果最佳,以波长488,568,647nm最合适。     

利用激光扫描共聚焦显微镜研究拟南芥气孔发生与发育

通过激光扫描共聚焦显微镜,利用不同种类(波长)的激光研究拟南芥叶片气孔发生与发育。结果表明,利用紫外激光(351nm)扫描可以清楚观察到拟南芥表皮各种细胞及其发生发育的形态变化,包括表皮毛细胞、副卫细胞、保卫细胞、铺垫表皮细胞等。气孔发生过程中,首先原表皮细胞不对称分裂产生拟分生组织和副卫细胞,接着分化出保卫细胞母细胞,进一步发育形成保卫细胞,最终形成气孔器。气孔分化完成后,保卫细胞在紫外激光下不产生荧光,但利用蓝光激发(488nm)辅助荧光素染色,可清晰地看到保卫细胞。结果表明,激光扫描共聚焦显微镜在拟南芥叶表皮细胞形态研究上有独特的功能。     

激光扫描共聚焦显微镜术中活细胞标本的制备

激光扫描共聚焦显微镜是以单个的、活性的、贴壁的细胞标本为主要的研究对象。为了获得适合共聚焦显微镜分析的组织细胞标本,本文讨论了标本制备存在的一些问题并提出了改进的方法。结果显示：组织细胞外环境中盐溶液、ｐＨ值、温度、氧气等均为影响细胞活性的重要因素;而且细胞的贴壁效果也是观测分析的关键条件之一。本文对激光扫描共聚焦显微镜术中的组织细胞学方法进行了探讨,并为此提供一些有实效的实验方法。     

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。     

油杉小孢子发生的激光扫描共聚焦显微镜观察

应用激光扫描共聚焦显微镜研究了油杉小孢子的发生过程。油杉样品经曙红-Hoechst 33342双染和冬青油透明后,分别以UV、488 nm激光进行单扫描或系列扫描,并对系列扫描图像进行三维重建。观察结果表明,LSCM图像更能清晰地展示油杉花粉母细胞减数分裂的过程。粗线期染色体密集并缠绕成一团,占据核的一部分,核仁靠在这一团染色体的一边;减数分裂存在扩散双线期;在减数分裂过程中胞质分裂为同时型。观察到中期I、Ⅱ形成的纺锤体和四分体时期胼胝质壁的沉积等。研究结果表明,曙红-Hoechst 33342双染法可用于花粉发育阶段的鉴定,LSCM是研究花粉生物学的理想工具。研究为探究其濒危机制提供有意义资料,为其保护生物学和系统分类学提供胚胎学依据。     

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。     

真菌的自发荧光现象研究

本试验用激光共聚焦扫描显微镜对三株不同真菌的菌丝、分子孢子以及子实体的自发荧光现象进行了观察,结果发现：处于相同培养条件的三株真菌的荧光分布特点不一,并且同一真菌在不同培养基条件下所表现的荧光现象亦有差异,说明真菌的自发荧光具有种属特异性并受到培养基质等因素的影响,而培养时间对荧光强度及类别的影响不显著。化学试剂的处理试验表明,弱碱性物质对真菌的荧光具有减弱效应,而强碱性物质对真菌的荧光则表现为增强,提示不同真菌细胞内的自发荧光物质结构上和组分上的差异,其变化可导致荧光性质的改变。     

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.     

激光扫描共聚焦显微镜在植物学中的应用

激光扫描共聚焦显微镜(LSCM)是普通光学显微镜与激光和计算机及其相应的软件技术组合的产物,实现了连续光学切片,能在亚细胞水平观察细胞骨架的动态变化、细胞内特异蛋白、钙等离子的变化,并结合电生理等技术观察细胞生理活动与细胞形态及运动变化的相互关系。并广泛应用于生物三维结构重组及动态分析。本文综述了应用激光扫描共聚焦显微镜技术在植物细胞学、植物发育、组织化学以及基因表达、检测等领域取得的进展。     

利用激光扫描共聚焦显微镜研究植物细胞发育形态学变化

通过激光扫描共聚焦显微镜,利用不同种类(波长)的激光研究植物细胞发育形态学变化。结果表明,利用紫外激光(351 nm)扫描可以清楚地观察到拟南芥叶片表皮细胞的形态及其变化,在已分化的叶片表皮上可观察到包括“铺垫”表皮细胞(epidermal pavement cells)、气孔保卫细胞(guard cell)、气孔伴胞(subsidiarycells)、表皮毛细胞(trichomes)和表皮毛的足细胞(socket cells)等多种形态不同的细胞种类;利用蓝光激光(488nm)辅助曙红浅染,可清晰地显示出拟南芥根生长区内部的各种原始细胞,包括静止区(quiescent center)细胞、皮层/内皮层原始细胞(cortex/endodermal initial cell)、表皮/根冠原始细胞(epidermal/root cap initial cell)和中柱/根冠原始细胞(columella/root cap initial cell)等。利用双光子激光(800 nm)连续扫描30 s可以诱发叶绿体产生自发荧光,并可观察到叶绿体在叶肉细胞中的运动轨迹。结果说明激光扫描共聚焦显微镜在植物细胞形态及发育研究上具有独特的功能。     

激光扫描共聚焦显微镜在激光照射诱导细胞凋亡研究中的应用

激光扫描共聚焦显微镜结合荧光探针以及荧光共振能量转移技术,已成为近年来应用在活细胞中研究大分子行为的一种非常有效的研究工具。本文介绍这一技术在激光照射诱导细胞凋亡的研究中的应用。     

对慢性鼻-鼻窦炎患者细菌生物膜检测方法的改良

目的:应用BacLight/CSLM观察BBF时要求使用无菌超纯水进行标本制备,超纯水的低渗作用使活体细胞明显减少,干扰观察结果,本研究提出使用无菌生理盐水代替超纯水进行标本制备,以改良检测效果。方法:在鼻内镜手术中收取27例慢性鼻-鼻窦炎(CRS)患者的鼻窦黏膜,使用激光共聚焦显微镜(CSLM)检测细菌生物膜(BBF)。对16例BBF阳性病例,分别使用无菌生理盐水、超纯水两种方法进行样本制备,采用BacLight/CSLM方法检测样本中的BBF,分别进行BBF评分,统计分析两组评分的差异。结果:生理盐水组更真实地还原了CRS患者鼻窦黏膜中的BBF图像。超纯水组的BBF评分显著低于生理盐水组,两组评分有显著性差异(2.125±0.885 vs. 1.500±0.632, P=0.029)。结论:生理盐水法检测BBF更真实地还原CRS患者鼻窦中黏膜细胞和BBF的形态,有助于准确进行BBF评分。