激光扫描共聚焦

激光扫描共聚焦显微镜在医学研究中的应用
随着科学技术的发展，实验技术已经成为实现实验目的的重要手段，对实验技术的了解和掌握是科技工作者应具备的技能。

激光扫描共聚焦显微镜简称共聚焦显微镜，20世纪80年代中期发展起来并得到广泛应用的新技术，同时也是目前生物医学领域中最先进的荧光成像和细胞分析工具之一，它由激光，电子摄像和计算机图像处理等现代高科技手段与传统的光学显微镜结合而产生的先进的细胞分子生物学分析仪器，并在生物及医学等领域的应用越来越广泛，现在已经成为生物医学实验研究的必备工具。

1.激光扫描共聚焦显微镜的结构和原理
激光扫描共聚焦显微镜（Confocal laser scanning microscope）是在荧光成像基础上加装激光扫描装置，利用计算机进行图像集中处理，由于该仪器使用紫外光或者可见光激发荧光探针，从而可以清晰观察细胞或者组织内部微细结构，并可反映出亚细胞水平上生理信号的变化
在结构配置上，激光扫描共聚焦显微镜出包括普通光学显微镜的基本构造外，还包括激光光源，扫描装置，检测器，计算机系统（包括数据采集，处理，转换及应用软件），图像输出设备，光学装置和共聚焦系统等部分。

由于该仪器具有高分辨率，高灵敏度，光学切片，三维重建，动态分析等优点，因而为基础医学与临床医学的研究提供了有效手段。

2.日常管理
共聚焦显微镜是一种集激光技术、显微镜技术、光度技术、计算机及图像处理技术、精密的机械技术等多种高技术于一身的大型仪器。

其价格昂贵，在使用过程中要特别注意做好保养和管理工作。

通常要做到以下几点：
（1）严格按照操作规则使用，避免因使用不当造成损坏。

（2）为保持良好工作状态，延长使用寿命，工作环境应保持清洁、干燥、远离辐射源。

每次使用后，要做好清洁工作，及时清洁目镜、物镜等容易污染的光学部件。

（3）系统应设立专门房间，安装在防震台上，工作间内要安装空调，抽湿及防尘装置。

无论仪器是否工作，最好使其环境始终保持在22 ℃± 1 ℃的恒温。

（4）注意保护仪器的光纤，防止被挤压，仪器常用的零配件及专用工具由专门人员负责保管。

（5）仪器工作间必须常年保持清洁、卫生，操作人员必须穿拖鞋、工作服。

（6）使用者必须培训合格后，在管理人员的指导下，方可上机操作。

3. 共聚焦显微镜在细胞及分子生物学基础研究中的应用
聚焦显微镜在功能上已经完全能够取代以往的任何一种光学显微镜，它相当于多种制作精良的常用光学显微镜的有机组合，如倒置光学显微镜、紫外线显微镜、荧光显微镜、暗视野显微镜、相差显微镜、
微分干涉差显微镜等，因此被称为万能显微镜，通过它所得到的图像非常精细。

(1) 观察活细胞及其组织
共聚焦显微镜在不损伤细胞的前提下，对活组织、活细胞进行观察和测量，这不仅省去了繁琐的样品前期处理过程，而且观察过的样品还可以继续用于其他的研究。

这种功能对于细胞培养、转基因研究尤为重要。

这以说是共聚焦显微镜最大的优势。

(2) 生化成分定位观察
配合专用的分子探针，对于要检测的成分可以定位到细胞水平，甚至到亚细胞水平和分子水平。

(3) 连续长时间观测
在同一样品平面上随时间进行连续扫描，就可分析细胞结构、内含、和标记等动力学变化。

目前在这方面做得最多的是使用共聚焦显微镜观察心肌或神经细胞内游离钙离子浓度的动态变化。

(4) 数据、图像的数字化
用计算机代替了普通的照相机，得到的图像是数字化的，可及时输出或长期储存，而且还可进一步加工处理。

(5) 定量测量
首先应用专一的荧光探针对样品进行染色，样品的荧光强度和所测成分的含量呈正比，如果其余条件固定，通过对比各组样品之间的荧光强度值，可得出特定成分的含量比。

4.激光扫描共聚焦显微镜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-噬细胞系统，自然杀伤细胞和淋巴细胞时，在准确细胞定位的同时有效鉴定免疫细胞的性质。

动态研究历来是在实验研究免疫分子信号转导，作用机制时面临的重要问题，而这必须依赖于活细胞基础。

激光扫描共聚焦显微镜在直观检测活细胞中分子的移动，表达的动态变化方面有着无可比拟
的优势。

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，而共聚焦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。

通过上述介绍，共聚焦显微镜强大的功能已可见一斑。

与其他的生物学技术相配合，它的检测范围进一步扩大。

目前市场上出售的荧光探针已近 2000余种，这就使我们可利用共聚焦显微镜定性、定量地检测细胞内多种生化成分。

因此共聚焦显微镜越来越成为生物医学研究人员的好帮手，随着时间的推移，它的使用会日趋广泛。