激光扫描共聚焦显微镜PPT幻灯片
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激光扫描共聚焦显微镜技术讲座课件
激光扫描共聚焦显微镜技术讲座
1、分辨率： 指显微镜能将近邻的两个
质点分辨清楚的能力,通常是 用显微镜所能分辨清楚最近 的相邻两点间的距离来表示。
激光扫描共聚焦显微镜技术讲座
人眼及各类显微镜的分辨率
人眼分辨率： 光学显微镜分辨率： 共焦显微镜分辨率： 电子显微镜分辨率：
0.20 mm 0.25 mm 0.18 mm 0.20 nm
激光扫描共聚焦显微镜技术讲座
一种高分辨率的显微成像技术
1 用激光做光源，激光单色性好，光源波长相同， 从根本上消除了色差。
2 采用共聚焦技术在物镜的焦平面上放置了一个带 有小孔的挡板，将焦平面以外的杂散光挡住，消 除了球差，并进一步消除了色差。显微图象的清 晰度和细节分辨能力。
3 采用点扫描技术将样品分成无数个点，用十分细 小的激光束逐点逐行扫描成像，再通过电脑组合 成一个整体。传统的光镜在场光源下一次成像， 标本上每一点都会受到相邻点的衍射光和散射光 的干扰。这两种图像的清晰度和精密度是无法相 比的。
激光扫描共聚焦显微镜技术讲座
LSCM的重要组件
激光光源 自动显微镜 扫描模块（包括共聚焦光路通道和针孔、
扫描镜、检测器） 数字信号处理器 计算机以及图象输出设备（显示器、彩
色打印机）等。
激光扫描共聚焦显微镜技术讲座
激光扫描共聚焦显微镜技术讲座
激光器 显微镜：物镜 载物台 计算机系统：图像分析与控制系统
30.00 6.10
0.40
2.10
0.65
0.65
0.80
0.30
1.25
0.18
激光扫描共聚焦显微镜技术讲座
4x
10x
20x
40x
60x
1、分辨率： 指显微镜能将近邻的两个
质点分辨清楚的能力,通常是 用显微镜所能分辨清楚最近 的相邻两点间的距离来表示。
激光扫描共聚焦显微镜技术讲座
人眼及各类显微镜的分辨率
人眼分辨率： 光学显微镜分辨率： 共焦显微镜分辨率： 电子显微镜分辨率：
0.20 mm 0.25 mm 0.18 mm 0.20 nm
激光扫描共聚焦显微镜技术讲座
一种高分辨率的显微成像技术
1 用激光做光源，激光单色性好，光源波长相同， 从根本上消除了色差。
2 采用共聚焦技术在物镜的焦平面上放置了一个带 有小孔的挡板，将焦平面以外的杂散光挡住，消 除了球差，并进一步消除了色差。显微图象的清 晰度和细节分辨能力。
3 采用点扫描技术将样品分成无数个点，用十分细 小的激光束逐点逐行扫描成像，再通过电脑组合 成一个整体。传统的光镜在场光源下一次成像， 标本上每一点都会受到相邻点的衍射光和散射光 的干扰。这两种图像的清晰度和精密度是无法相 比的。
激光扫描共聚焦显微镜技术讲座
LSCM的重要组件
激光光源 自动显微镜 扫描模块（包括共聚焦光路通道和针孔、
扫描镜、检测器） 数字信号处理器 计算机以及图象输出设备（显示器、彩
色打印机）等。
激光扫描共聚焦显微镜技术讲座
激光扫描共聚焦显微镜技术讲座
激光器 显微镜：物镜 载物台 计算机系统：图像分析与控制系统
30.00 6.10
0.40
2.10
0.65
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激光扫描共聚焦显微镜技术讲座
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共聚焦激光扫描荧光显微镜简介以及原理ppt课件
ppt课件.
2
荧光和荧光显微镜
一、荧光的基础术语
荧光物质：
某些物质在特定波长范围内的光线照射下，可发出 波长比照射光长的光线 — 荧光。受激发后能产生 荧光的物质称荧光物质或荧光素
激发光(EXCITATION)：
能特异性地激发某种荧光素的一定波长范围内的 光线称为该荧光素的激发光。激发/吸收光谱；吸 收波峰(最大吸收波长)
ppt课件.
9
• 一.分辨率（0.1 8μm） • 二.可重构样品的三维结构 • 三.无损伤、连续光学切片 • 四.光谱扫描
（分辨由光源波长，物镜参数和针孔直径等 决定，如60X，NA1.4的物镜水平分辨率约为 0.2 μm，垂直分辨率约为0.5μm。） （细菌细胞1-2 μm，原核生物细胞1-10 μm）
漂白(BLEACH)：
荧光物质受激发时，其发射荧光的能力逐渐下降并最终丧失 — 漂白。
ppt课件.
3
荧光显微镜
二、荧ห้องสมุดไป่ตู้显微镜术的基本原理
高 压 汞
灯
滤镜 分光
紫外 蓝 绿
激发
被荧光 探针染 色的生 物样本
光学 成像
被标记 结构的 荧光光 学图像
激发滤镜：从光源中分滤出一定波长范围的激发光。
带通滤色镜(BP)：有宽、窄带之分。如：BP450-490 长、短通滤色镜组合（LP + KP）：LP450 + KP490
共聚焦激光扫描荧光显微镜
ppt课件.
1
什么是共聚焦激光扫描荧光显微镜？
共聚焦激光扫描荧光显微镜 （LaserscanningConfocalMicroscopy，LSCM ）
以激光作为光源，采用光源针孔与检测针孔共轭聚焦技
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(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
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35
荧光光谱
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36
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37
分隔发射的荧光
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38
Separation of fluorescence emissions by means of dichroic filters
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（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
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（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
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三、激光扫描共聚焦显微镜的使用步骤
（一）样品制备
激光共聚焦技术优秀课件
荧光样品的制备要求
荧光标记反应的特异性强、荧光定位准确 保持样品应有的结构形态完整性 荧光信号的响应准确、灵敏、具有可重复性 荧光强度适宜 荧光稳定性好 样品的荧光分布均匀 两种及两种以上的荧光信号之间荧光光谱交叉
可以消除 图象背景干净、干扰杂质少
荧光探针的种类及应用
原位鉴定细胞或组织内生物大分子、观察细胞及亚 细胞形态结构
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
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 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。
激光共聚焦显微镜基本操作
获取共焦图像的步骤
在 VIS 模式中观察样品 装入 LSM 配置 扫描图像 保存图像
不同厚度光切图像
Z轴扫描
Z轴扫描、时间系列扫描
时间系列扫描
Z轴扫描＋时间系列扫描
组织和细胞样品中荧光的来源
自发荧光 荧光染色 免疫荧光－荧光抗体法产生荧光 外源性荧光物质进入组织细胞内产生荧光 酶致荧光
成为形态学、分子细胞生物学、神经 科学、药理学和遗传学等领域中新的 有力研究工具。
激光扫描共聚焦显微镜教学课件
扫描速度与分辨率设置
根据实验需求，调整扫描速度和分辨率以确 保图像质量。
图像采集
校准
确保显微镜处于校准状态，避 免图像出现畸变或失真。
采集参数设置
设置合适的曝光时间、增益和 数字位数等参数，以确保图像 质量。
多区域采集
如需观察大范围样品，可设置 多个采集区域，并确保各区域 间无缝拼接。
实时预览
在采集过程中实时预览图像， 确保图像质量满足要求。
特点
高分辨率、高对比度、高灵敏度 、无损检测、能够观察活细胞等 。
工作原理
01
激光束通过显微物镜照 射到样品上，形成光斑 ；
02
光斑通过扫描器在样品 表面进行扫描，同时收 集反射光或荧光；
03
反射光或荧光通过共聚 焦系统汇聚到光电倍增 管上，转换成电信号；
04
电信号经过处理后形成 图像，显示在计算机屏 幕上。
根据实验需求设置采集参数，如曝光 时间、增益等，以获取高质量的图像 。
CHAPTER 04
激光扫描共聚焦显微镜实验 案例
细胞膜流动性研究
总结词
通过观察细胞膜荧光标记物的扩散和 分布，了解细胞膜的流动性。
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。
高速成像
研发更快的扫描速度和数据处理能力，实现实时动态观察 ，缩短实验时间，提高实验效率。
多维成像
拓展激光扫描共聚焦显微镜的成像维度，从二维平面扩展 到三维立体成像，甚至包括时间序列的四维成像，以更全 面地揭示细胞活动和分子交互过程。
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
根据实验需求，调整扫描速度和分辨率以确 保图像质量。
图像采集
校准
确保显微镜处于校准状态，避 免图像出现畸变或失真。
采集参数设置
设置合适的曝光时间、增益和 数字位数等参数，以确保图像 质量。
多区域采集
如需观察大范围样品，可设置 多个采集区域，并确保各区域 间无缝拼接。
实时预览
在采集过程中实时预览图像， 确保图像质量满足要求。
特点
高分辨率、高对比度、高灵敏度 、无损检测、能够观察活细胞等 。
工作原理
01
激光束通过显微物镜照 射到样品上，形成光斑 ；
02
光斑通过扫描器在样品 表面进行扫描，同时收 集反射光或荧光；
03
反射光或荧光通过共聚 焦系统汇聚到光电倍增 管上，转换成电信号；
04
电信号经过处理后形成 图像，显示在计算机屏 幕上。
根据实验需求设置采集参数，如曝光 时间、增益等，以获取高质量的图像 。
CHAPTER 04
激光扫描共聚焦显微镜实验 案例
细胞膜流动性研究
总结词
通过观察细胞膜荧光标记物的扩散和 分布，了解细胞膜的流动性。
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。
高速成像
研发更快的扫描速度和数据处理能力，实现实时动态观察 ，缩短实验时间，提高实验效率。
多维成像
拓展激光扫描共聚焦显微镜的成像维度，从二维平面扩展 到三维立体成像，甚至包括时间序列的四维成像，以更全 面地揭示细胞活动和分子交互过程。
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
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》课件
多模态成像技术结合
将激光共聚焦技术与其它成像技术（如超声、MRI等）相 结合，可以实现多模态、多尺度的成像，为科学研究提供 更多信息。
人工智能与大数据分析
结合人工智能和大数据分析技术，对激光共聚焦图像进行 深度挖掘和定量分析，提高实验结果的可靠性和可重复性 。
05
实验操作与注意事项
实验前的准备
实验材料
将激光束转换为扫描线，并控 制显微镜的X和Y轴移动。
检测器
用于检测荧光信号，并将信号 转换为电信号。
激光器
用于产生激发光，常用波长为 405nm、488nm、561nm和 640nm。
物镜
用于将激光束聚焦到样品上， 并收集荧光信号。
计算机
用于控制扫描头、物镜和检测 器，并收集和处理荧光信号。
性能指标
光漂白与光毒性
强激光束可能会引起荧光分子的光漂 白和光毒性，影响实验结果和细胞活 性。
未来发展与展望
提高成像速度
未来可以通过改进扫描技术和提高探测器性能来提高激光 共聚焦技术的成像速度，以适应更多动态观察的需求。
拓展应用领域
随着技术的进步和应用需求的增加，激光共聚焦技术有望 在更多领域得到应用，如医学诊断、药物研发等。
细胞生物学研究
细胞形态与结构研究
利用激光共聚焦技术观察细胞形态、细胞器结构以及细胞骨架等，有助于深入 了解细胞生物学特性。
细胞分子定位与相互作用
通过荧光标记技术，对特定分子进行定位和追踪，研究分子在细胞内的分布、 动态变化以及与其他分子的相互作用。
医学诊断与治疗
疾病诊断
利用激光共聚焦技术对活体组织进行无创检测，有助于早期发现和诊断肿瘤、炎 症等疾病。
显微镜设置
根据实验需求，设置 激光波长、扫描速度 、分辨率等参数。
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.
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）
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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)
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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。
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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.
共聚焦激光扫描显微术ppt课件-PPT精选文档
思考题： 1. 结合1-2个例子，简述激光共聚焦扫描显微
镜技术在生物医学中的应用。
名词解释：
1. 荧光漂白恢复技术(Fluorescent Redistribution After Photobleaching,FRAP)
2. 光笼锁（caged）化合物技术
Thanks for your attention!
红色荧光蛋白(RFP)是从海产的IndoPacific
sea anemone relative Discoma Striiata 中分 离的一种独特的显示红色荧光的蛋白质，故又名 为DsRed。
五、在神经生物学的应用
1.神经细胞参数测定及三维重建 • 细胞外形 • 浦肯野氏细胞及其突起的投射 • 神经细胞轴突走向及神经支配的研究 • 神经骨架重组的研究
二、基本原理
1.光学成像
激光器产生的激光经物镜聚焦到样品上 反射光或荧光经目镜汇聚于探测器 探检测器前有一小孔(Pinhole)汇聚光束
2.成像保存 以电信号形式储存， 可以进行图象分析（参数、 伪彩、值等）。
3.共轭(confocal) 是指光源孔和检测针孔对 物镜焦平面是共轭的。
宽场照明显微镜和共聚焦图象比较
笼锁神经递质、调质及抗体
例：光照解笼锁 NPE-氨甲酰胆碱→血管平滑肌收缩（氨
甲酰释放） Caged入Cell途径：诱入法，酯化法，电
极导入法，膜片钳全细胞方式导入法
CLSM的优点
1.激光是单色光、LM观察、荧光观察 2.推进器步距达0.1um（“显微CT”） 3.图象以电信号形式记录、储存，可修饰
转染pEGFP载体后24h可见神经干细胞集落内 有少量GFP阳性细胞。 (荧光+普通光相差显微镜×100倍)
激光扫描共焦显微镜技术共48页PPT
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确、纪律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律，就难以成功。
3、道德行为训练，不是通过语言影响 ，而是 让儿童 练习良 好道德 行为， 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 美纽斯
5、教导儿童服从真理、服从集体，养 成儿童 自觉的 纪律性 ，这是 儿童道 德教育 最重要 的部分 。—— 陈鹤琴
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激光共聚焦显微镜的应用
• 单、双、三,四色标记检测。 • 精确的一、二、三、四维观察。 • 高品质的荧光成像、透射成像、物体表面
反射成像。 • 静态和动态观察(CA2+,pH,膜电位,膜流动
性等)。 • 定性以及定量分析。 • 光谱扫描,ROI扫描. • 特殊的光反应(FREP,FRAP,CAGED-UNCAGED
荧光共振能量转移（FRET）技术
▪ 生物大分子结构和功能研究
▪ 免疫分析 ▪ 核酸杂交分析 ▪ 蛋白质间相互作用研究
D
A
r >2R0
r: 分子间距离 R0: 分子间发生50%能量转移的距离
D
A
r <2R0
检测 以FL1的激发波长的光照射样品，没有共振转移时，只检 测到 FL1的发射光(绿光)，发生共振转移时，就可检测出 FL1的荧光(绿光)减弱，FL2(红光)的增强。
•细胞凋亡: AnnexinV-fitc + PI 末端原位杂交-fitc + PI
•荧光原位杂交： 染色体基因定位 •单细胞凝胶电泳 •GFP的表达 •活细胞或活体组织静息游离Ca2+ 的分布与定量 •活细胞内pH的定量、膜电位的测量 •活细胞内自由基水平的定量
Immuno-fluorecence label
Objective
Emission Filter
Emission Pinhole Filter
人眼分辨率：
0.2mm
光学显微镜分辨率：0.25mm
电子显微镜分辨率：0.2nm
共焦显微镜分辨率：0.18mm
• 电子显微镜的缺点：
1.由于样品需要固定,观测活细胞十分困难. 2.样品制备过程（固定、包埋、切片）造成的假象
细胞膜静息膜电位：-70mV
线粒体膜电位：-150mV
以上均属于阳离子探针，更容易与线粒体亲和，为线粒体膜电位探针
五.荧光漂白恢复(FRAP: Fluorescence Recover after
photobleaching）
%F
Intense laser Beam
Bleaches Fluorescence
六．荧光能量共振转移( fluorescence Resonance Energy Transfer)
能量转移：能量从分子的一个部位向另一个部位的传递， 或能量从一个分子向另一个分子传递。能量的提供者叫能 量供体，能量的接受者叫能量受体。
荧光能量共振转移的条件 •两个荧光分子：供体-FL1，受体-FL2 •供体与受体的距离在2-7nm •供体的发射波长与受体的激发波长一致
等)。
激光共聚焦显微成像技术的应用
单标，双标和三标图像
明场，DIC, 相差和透射光图像
出色的反射光图像
时间分辨和快速扫描动态图像
一.定位、定量
•免疫荧光标记（单标、双标或三 标）的定位、定量 如：细胞膜受体或抗原的分布， 微丝、微管的分布、 两种或三种蛋白的共存与 共定位、蛋白与细胞器的共定位、干细胞的分化
Time
Recovery of fluorescence
Zero time
10 seconds
FRAP( Fluorescence recovery after photobleaching)原理
30 seconds
荧光光漂白后的回复：FRAPቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
▪ 生物膜脂质分子的侧向扩散； ▪ 胞间通讯的研究； ▪ 胞浆及细胞器内小分子物质转移性的观测等 ▪ 细胞骨架构成、核膜结构及大分子组装等。
显微CT与三维重组
3D reconstruction
三.动态测量
游离Ca2+, Mg2+、K+、Na+测量
pH值的检测 •自由基的检测
•相对 测量
Channel 1
Int.
160.00
120.00
80.00
40.00
0.00
200.00
Channel 2
Int.
80.00
60.00
40.00
激光扫描共聚焦显微技术
Laser scanning confocal microscopy
•
激光扫描共焦显微镜的设计特点:
• 1.点照明,具有照明pinhole和探测pinhole • 2.照明pinhole和探测pinhole共轭(共焦), 共
焦点即被探测点，被探测点所在的平面为 共焦平面
• 3.具有扫描系统—— 逐点扫描成像 • 4. 激光作为光源 • 5.具有多个（四个） 荧光通道，可同时探
• 荧光显微镜的缺点:
1.无法实现对荧光,透射光的同时采集,无法实现多荧光的 同时采集
2.荧光散射光太强，造成实际分辨率的大大下降。 3.荧光漂白很快，使荧光图像的拍照有困难。 4.无法对样品进行断层扫描,完成3D的工作. 5.对于信号较弱的样本,无法提高观察的灵敏度. 6.可以观查活细胞或组织但细胞或组织内结构高度重叠
F/F=(F-Fbase)/(Fbase-FBG)
四.细胞膜电位的测量
标记膜电位探针(慢反应）：
JC1
510nm
530/590nm
Dioc5(3)
548nm
573nm
Dioc6(3)
484nm
快反应探针：
500nm
Di-4-ANEPPS 496nm
703nm
Di-4-ANEPPS 498nm
713nm
Hela green-中心体 red- 纺锤体
二.光学切片和三维重组
光学切片和三维重组:LSCM通过薄层光学切片功能 ，可获得标本真正意义上的三维数据，经计算机 图像处理及三维重建软件，产生生动逼真的三维 效果，可进行形态学观察，并揭示亚细胞结构的 空间关系，用以阐明三维结构与组织功能之间的 关系。
应用：检测大分子的相互作用
大分子构象的改变(蛋白) 例：大分子(亚基)的结合与分离
20.00
0.00
200.00
Physiology Chart (Time: 11:40:49)
400.00
600.00
800.00
1000.00
1200.00
s
400.00
600.00
800.00
1000.00
1200.00
s
•程序化测量：用timelapse中的编程按钮可进行不同时间
•序列的扫描测量
测多个被标记物
Fluorescent Microscope Confocal Microscope
Arc Lamp
Laser
Excitation Diaphragm Excitation Filter
Ocular
Excitation Pinhole
Excitation Filter PMT
Objective