激光共聚焦显微镜在肿瘤治疗研究中的应用
激光扫描共聚焦显微镜使用中荧光共定位的一种计算方法
第36卷第6期 2017年12月电子显微学报Journal o! Chinese Electron Microscopy SocietyVol. 36,No. 62017-12文章编号= 1000-6281(2017)06-0577-05激光扫描共聚焦显微镜使用中荧光共定位的一种计算方法胡西学,郭宏博,甘雅玲*(国家纳米科学中心,北京100190)摘要激光扫描共聚焦显微镜在形态学、分子细胞生物学、神经科学和药理学等研究领域得到广泛地应用,荧光共定位计算是该仪器的一种重要应用功能。
共定位计算的结果为肿瘤治疗过程中药物与肿瘤的作用机理研究提供了依据之一,推动了肿瘤精准定位治疗的发展。
随着科技的进步和科研的深入,人们对共定位的分析结果要求越来越高。
本文提出的激光共聚焦显微镜荧光共定位计算方法,通过3D构建和反卷积,获得了更加真实的荧光共定位计算结果。
关键词激光共聚焦扫描显微镜;荧光共定位计算方法;共定位系数;3D构建;反卷积中图分类号:Q631;Q336 文献标识码:A doi:10. 3969/j. issn. 1000-6281. 2017. 06. 010激光扫描共聚焦显微镜是利用激光作为激发光 源、观察被荧光试剂标记的生物样品的一种光学仪 器。
激光扫描共聚焦显微镜采用激光作为激光光 源,在传统光学显微镜基础上采用共轭聚焦原理和 装置,利用计算机系统对所观察的对象进行数字化 图像的观察、采集、分析和处理[1]。
此系统不仅可 以使用紫外或可见光激发荧光探针,得到细胞或组 织内部微细结构的荧光图像,在亚细胞水平上观察 生理信号及细胞形态的变化[2-9],而且可以动态追 踪一些具有自发荧光药物在细胞内的实时分布、定 位状态[10_13],并对药物在细胞内的聚集和定位进行 定量分析,为药物与肿瘤细胞的相互作用机理研究 提供更加直观的理论数据[14—16]。
作者在激光扫描 共聚焦显微镜的使用过程中发现,使用者在对药物 与细胞亚细胞器之间进行共定位计算时,仅在调节 焦面、采集图片后,通过设置荧光通道的阈值,消除 图像的背景噪音;使用软件计算获得计算的对象,如 图1所示(该图通过本文实验方法获得)。
激光共聚焦显微镜的原理和应用
激光共聚焦显微镜的原理和应用1. 引言激光共聚焦显微镜(Laser Scanning Confocal Microscope,简称LSCM)是一种高分辨率的显微镜技术,已经广泛应用于生物学、医学和材料科学等领域。
本文将介绍激光共聚焦显微镜的原理和应用。
2. 原理激光共聚焦显微镜通过激光束的共聚焦和通过物体的反射或荧光发射来实现图像的采集。
2.1 激光共聚焦•通过透镜来聚焦激光束•聚焦点在样本表面上产生光斑•样本反射或发射出来的光再次通过透镜,聚焦到探测器上•透镜的位置可以移动,可以扫描整个样本2.2 反射和荧光信号的采集•激光束照射到样本上,经过反射或荧光发射•光学系统收集并聚焦这些发射的光•通过探测器记录下发射光的强度和位置•通过移动透镜和探测器,可以获得样本的三维图像3. 应用激光共聚焦显微镜在许多领域都得到了广泛的应用,以下是其中的几个典型应用。
3.1 细胞生物学•可以观察细胞的形态和结构•可以追踪细胞内的生物分子运动•可以观察细胞的生物化学过程3.2 分子生物学•可以观察和定量细胞器的分布和聚集情况•可以观察和测量分子的扩散速率•可以研究蛋白质的合成和代谢过程3.3 医学研究•可以观察和诊断组织和器官的病理变化•可以研究疾病的发生和发展机制•可以评估治疗方法的有效性和副作用3.4 材料科学•可以观察材料的微观结构和表面形貌•可以研究材料的热力学和力学性质•可以评估材料的耐久性和可靠性4. 总结激光共聚焦显微镜是一种高分辨率的显微镜技术,通过激光束的共聚焦和物体的反射或荧光发射来实现图像的采集。
它在细胞生物学、分子生物学、医学研究和材料科学等领域都有着广泛的应用。
利用激光共聚焦显微镜,科研人员可以观察和研究生物和材料的微观结构、功能和相互作用,为科学研究和应用提供了强大的工具。
共聚焦显微镜的应用
共聚焦显微镜的应用共聚焦显微镜是一种常见且广泛应用于生物学、材料科学和其他领域的先进显微镜技术。
它通过使用一种特殊的激光光束和精确的光学系统,可以获取高分辨率和高对比度的显微图像。
共聚焦显微镜的原理是利用聚焦在样本上的激光光束与样本中的荧光信号进行交互,然后通过成像系统收集并转换这些信号为可视化的图像。
共聚焦显微镜的应用范围非常广泛。
下面,我将从多个角度讨论共聚焦显微镜在不同领域的应用。
1. 生物学中的应用:共聚焦显微镜在生物学研究中具有重要作用。
它可以提供高分辨率的细胞和组织结构图像。
在细胞生物学中,共聚焦显微镜可以用于观察细胞内蛋白质、细胞器和细胞核等结构的分布和运动。
共聚焦显微镜还可以用于观察细胞分裂过程、细胞内信号传导和细胞凋亡等关键生物学过程。
2. 材料科学中的应用:在材料科学领域,共聚焦显微镜被广泛应用于材料的表征和分析。
它可以提供高分辨率的表面形貌和内部结构信息。
在材料表面缺陷分析中,共聚焦显微镜能够观察到微观缺陷的形貌和位置。
共聚焦显微镜还可用于材料的化学成分分析和荧光标记探针的检测。
3. 医学领域中的应用:在医学领域,共聚焦显微镜可用于细胞和组织的诊断和研究。
在癌症研究中,共聚焦显微镜可以观察到癌细胞的形貌和分布,从而帮助医生确定病情和制定治疗方案。
共聚焦显微镜还可以用于血液和生物标本的显微观察,以及对药物在体内的分布和代谢过程的研究。
总结回顾:共聚焦显微镜是一种在生物学、材料科学和医学领域具有广泛应用的先进显微镜技术。
它通过高分辨率和高对比度的显微图像提供了对样本的详细观察。
在生物学中,共聚焦显微镜可以用于观察细胞结构、蛋白质分布和细胞内过程。
在材料科学中,共聚焦显微镜广泛应用于材料的表征和分析。
在医学领域,共聚焦显微镜对癌症诊断和研究具有重要意义。
通过综合利用共聚焦显微镜的特点和功能,我们可以更深入地理解和研究生物、材料和医学等领域的重要问题。
观点和理解:共聚焦显微镜作为一项先进的显微镜技术,为我们提供了探索微观世界的窗口。
激光共聚焦显微镜的使用和应用
激光共聚焦显微镜的使用和应用
激光共聚焦显微镜(Confocal Laser Scanning Microscope,CLSM)是一种高分辨率的显微成像技术,它可以获得立体的显微图像,极大地提高了显微图像的解析度,从而推动了生物学、物理学和其他科学研究的发展。
激光共聚焦显微镜结合了激光技术和共聚焦成像技术,可以清晰地观察单个细胞内的分子及形态特征,进而实现深入到细胞内结构的检查及定量测定。
激光共聚焦显微镜的核心部分由激光源、激光扫描系统、棱镜、图像处理计算机及显微镜组成。
激光源可以使用任何可以产生激光的激光器,比如激光管、激光晶体等,以实现不同的波长。
激光扫描系统能够把激光束转化为两个椭圆激光扫描区,从而实现激光的有效分布。
棱镜负责对激光束进行反射和定向,以实现激光的可控扫描和定向。
图像处理计算机负责对获取到的信息进行处理,以实现更为准确的图像记录。
显微镜用来将图像反映到眼睛上,从而获得清晰的图像。
不同接种部位肿瘤进行激光共聚焦显微镜观察的可行性
不同接种部位肿瘤进行激光共聚焦显微镜观察的可行性激光共聚焦显微镜(Laser Scanning Confocal Microscopy, LSCM)是一种高分辨率、高对比度的成像技术,能够在活体细胞水平观察细胞结构和功能,对疾病的发病机制和治疗效果进行深入研究。
在肿瘤研究领域,LSCM已经被广泛应用于肿瘤细胞的形态学和功能学研究。
本文旨在探讨不同接种部位肿瘤进行激光共聚焦显微镜观察的可行性,以及其在肿瘤研究中的应用前景。
一、激光共聚焦显微镜在肿瘤研究中的应用现状激光共聚焦显微镜是一种高分辨率、高对比度的显微成像技术,其采用激光扫描的方式获取样品的三维结构信息,能够在活体细胞水平上观察细胞的形态、结构和功能。
激光共聚焦显微镜具有成像分辨率高、对比度强、深度大等优点,使其在肿瘤细胞形态学和功能学研究中得到了广泛应用。
在肿瘤细胞形态学研究中,激光共聚焦显微镜可以观察肿瘤细胞的形态、结构和动态过程,揭示肿瘤细胞的形态学特征和结构变化,为肿瘤的分子机制和发病机制研究提供重要依据。
鉴于激光共聚焦显微镜在肿瘤研究中的广泛应用,我们有理由相信,激光共聚焦显微镜可用于不同接种部位肿瘤进行观察,并为肿瘤研究提供新的视角和方法。
1. 不同接种部位肿瘤的异质性不同接种部位的肿瘤具有不同的发生机制、生长规律和临床表现,其组织学结构和细胞类型也存在明显差异。
同一种肿瘤在肝脏和肺部的生长形态和浸润方式可能完全不同,这种异质性对肿瘤的研究和治疗具有重要意义。
2. 激光共聚焦显微镜的高分辨率成像能力激光共聚焦显微镜具有高分辨率的成像能力,可以清晰地观察细胞和亚细胞结构,对肿瘤组织的微观结构进行高质量的成像。
这种成像能力使激光共聚焦显微镜成为观察不同接种部位肿瘤的理想工具。
激光共聚焦显微镜具有多通道成像功能,可以同时获取多个荧光探针标记的信息,实现多参数、多维度的成像分析。
这种多通道成像功能有利于对肿瘤细胞的形态和功能进行全面的、立体的观察。
激光共聚焦显微镜技术
Cell culture, 3D shadow projection showing tight junctions (red) and cytoskeleton structures (green)
Mitose - Tubulin (FITC), DNA (PJ)
细胞内钙离子PH值和其它离子的 动态分析
细胞定量荧光测定
显微荧光光度计由于显微镜和激发光源的限制成象模糊,只能测定细胞内的 荧光总量,有一定的误差。LSCM以激光为光源,对细胞分层扫描,单独测定,经 积分后能得到细胞荧光的准确定量,重复性极佳。它适于活细胞的定量分析,可 测定细胞内溶酶体、线粒体、DNA含量、RNA含量、酶和结构性蛋白质等物质含量 和分布,常用于原位分子杂交,肿瘤细胞识别,单个活细胞水平的DNA损伤及修 复的定量分析。它适于快速高灵敏度测量,减少光粹灭的影响,在定量免疫荧光 测定方面应用广泛,如作各种肿瘤组织切片抗原表达的定量分析,监测肿瘤相关 抗原表达的定位定量信息,监测药物对肌体免疫功能的作用,监测自身免疫性疾 病的多种抗原及药物对肌体免疫功能的作用,监测细胞结合和杀伤的形态特征并 作定量分析等。细胞定量荧光测定可选用单荧光、双荧光和三荧光方式,能自动 测定细胞面积,平均荧光强度,积分荧光强度及形状因子等多种参数。
LSCM的结构特点
激光光源
LSCM使用的激光光源有单激光和多激光系统。氪氩离子激光器是可见光范围 内使用的多光谱激光,发射波长488nm、568nm和647nm分别为蓝光、绿光和红 光,大功率氩离子激光器是紫外和可见光混合激光器,发射波长为351-364nm、 488nm和514nm分别为紫外光、蓝光和绿光,单个激光优点是安装方便,光路简 单,但价格较贵并存在不同激光之间的光谱竞争和色差校正问题。多激光器系统 在可见光范围使用氩离子激光器,发射波长为 488nm和514nm的蓝绿光,氦氖激 光器发射波长为633nm的红光,紫外光选用氩离子激光器,波长为351-364nm。 其优点是各谱线激光单独发射,不存在谱线竞争的干扰,调节方便。
激光显微切割在肿瘤研究中的应用
32 蛋 白质组学研究 _ LD M 技术与与二维凝胶电泳和生 物质谱等技术结合 , 组成 了蛋 白质 组学技术 。该技术对人类基 因组在不同病理条件下所表达的蛋 白质组进 行研究 ,建立蛋白 “ 指纹 ”库 ,对疾病的早期诊断 、早期治疗具有深远 意义 。L w i a r 等采用L D e M 对结肠癌标本进行切割 ,分离 出结肠癌细胞和 正常 的结肠上皮细胞 , 通过二维凝胶电泳 和质谱技术确定了细胞角蛋 白 8(y kr i 8 等3 ct e t ) 种在结肠癌 中特异改变的蛋 白质 ,可以进一步来确 o an 定新的分子标志物或蛋 白质靶 ,对癌症进行早期诊断。
o n l el fo c mp e i u s B o e h i u s 1 9 f i gec l r m o lxt s e . it c nq e , 9 9; 2 : 3 8 3 5 s s s 6 2 —3 .
【] it A, u k ME Wes , t 1 Ioain o ellrm tr l n e 5 Lot L B c , i R e . s l o f l a ae i d r a s a t c u au m co cpcvs a z t n It I 6 A 1 - 2A 1 一 0 A 1 一 — 0J irso i i l ai . n C :[] O N 1 0 , O N l 0 , O N 3 0 [ . ui o 1
mo e u a a y i o t s e S i n e 1 9 ,7 :4 1 48 . l c lra lss f i u . ce c , 9 72 8 1 8 —1 3 n s
[] ae— ua A C ls i R P hd , t . ae pue c d sc—i 4S rz Q i C , o t nS , o i T e a L sr a tr mi o i e t n u n de a 1 c r s o
共聚焦激光显微内镜对胃癌及其癌前病变临床诊断意义
软 件进 行 分析 , 计 量 资料 以均数 ± 标准 差 ( ± s ) 表示 , 采
用f 检验 , 对 计 数资 料采 用 x 检验, P < 0 . 0 5为 差异 有统 计
学意 义。
2 结 果
’
1 . 2 . 1 仪器 与试 剂
年8 月 收治的 4 0例 胃癌患者 的临床资料 , 利用共 聚焦 激光显微 内镜对患者疾病进 行诊断 , 将 其作为观察组 , 选取 同期 收治 的 4 0例用普通 胃镜检查的 胃癌患者为对 照组 , 比较普通 胃镜 与共 聚焦激光显微 内镜 的检测结果 , 分析共 聚焦 激光显微 内镜 的临床诊断价值 。结果 普通 胃镜检查 的敏感 度为 4 2 . 9 %, 特异度为 7 3 . 1 %, 准确 率为 6 2 . 5 %。
共聚焦 内镜检查的敏感度为 9 2 . 9 %, 特异度 为 8 0 . 8 %, 准确率为 8 5 . 0 %。共 聚焦 内镜 检测 的敏感度 、 有统计学意义 ( 尸 < 0 . 0 5 ) 。结论 共 聚焦激光显微内镜检测的特异性 、 准确率 、 敏感 度较 高, 有利于为患者疾 病治疗提供依据 , 在临床 中有着较高的临床应用价值 , 值得 临床推广应用 。
I t s Pr e c a n c e r o u s L e s i o n s
罗 芳 , 石 君 。 ( 上高人民医院肿瘤科 , 江西 上高 3 3 6 4 0 0 )
摘要 : 目的 探讨 共聚焦激 光显微 内镜对 胃癌及其癌 前病变 临床诊 断意义 。方法
选取我 院 2 0 1 2年 8月~ 2 0 1 3
适症状 , 且 患者无法 忍受 , 则需用 手指示 意 , 必要情 况下采 取措施缓解 。
共聚焦激光显微内镜在上消化道早期癌及其癌前病变中的应用
期癌, 因此, 当前研究的主要 目 标聚集于对癌 的早期 内镜头端的被观察组织, 被检测组织中的荧光物质
诊断和早期治疗 消化内镜联合活检病理组织学检 在激光的激发下向各个方向发 出荧光,一部分荧光 查是消化道癌诊断的 “ 金标准” 但此方法仍存在漏 经物镜和分光镜准确地聚焦到检测针孔, , 并通过检 诊的问题 , 时需要多块多次活检 以明确诊断。内 测针孔被探测器所接受。 有 只有物镜共焦点平面发 出 窥镜最初从 10 85年 以烛光作为光源的硬 式直管 内 的荧光能通过探测针孔到达探测器而成像 , 共焦点 镜起, 经历 了半可曲式内镜 、 纤维内镜和电子内镜等 上下平面发 出的荧光未能通过探测针孔, 不能成像。 几个重要的发展阶段, 其设备性能和应用领域有 了 组织 内的荧光物质被激光束激发产生的信号被 内镜
现代实 用医学
2 1 O 2年 3月 第 2 4眷
第 3期
・ 2 ・ 41
・
专家论坛 ・
共聚焦激 光显微 内镜在上消化道早期癌 及其 癌 前 病 变 中的应 用
戈之铮, 胡春玖
d i 03 6 ̄i n17 —8 0 0 20 . 1 o: . 9 .s. 100 . 1 . 0 1 9 s 6 2 30 【 图分 类 号 】 R 3 【 献标 志 码 】 C 中 75 文 【 章 编 号 】 1 7 —8 02 1)30 4 .3 文 6 10 0(0 20 .2 10
其基本构造 以普通电子内镜为基础。 共聚焦激光显 激光扫描的深度最高可达 20l 5 m。在 C E检查过 a L
微 内镜插入端直径为 1.m 共聚焦激光显微成像 程 中白光图像和共聚焦图像 同时生成。 2 m, 8 层面的深度 由手柄上 的两个操作按钮控制。 其成像 1 对 比剂的应用 C E系统利用组织荧光成像, . 2 L
激光共聚焦显微镜在肿瘤研究方面的应用
激光共聚焦显微镜在肿瘤研究方面的应用激光共聚焦显微镜(LSCM)是当今世界上最先进的分子细胞生物学分析仪器。
它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处理,利用紫外光激发荧光探针,从而得到细胞或组织内部微细结构的荧光图像。
目前在形态学、分子细胞生物学、神经科学、药理学、遗传学都有广泛地应用,在肿瘤研究中更是成为新一代强有力的研究工具。
标签:激光共聚焦显微镜;肿瘤学;应用激光共聚焦显微镜(laser scanning confocal microscope,LSCM)是在荧光成像基础上加装激光扫描设备,利用计算机进行图像处理,使用紫外光激发荧光探针,以得到细胞或组织内部细微结构的荧光图像。
激光共聚焦显微镜(LSCM)目前在形态学、分子生物学、神经科学、药理学、遗传学、肿瘤学等医学领域中得到了很好的应用,本文主要概述其在肿瘤学中的应用。
1基本原理激光共聚焦显微镜(LSCM)利用激光扫描束经照明针孔形成点光源,对标本内平面上的每一点扫描,标本上的被照射点在探测针孔成像,由探测针孔后的光电倍增管或冷电耦合器件逐点或逐线接受,迅速在计算机监视器屏上形成荧光图像,焦平面上的点同时聚焦于照明针孔,得到的共聚焦图像是标本的横断面,此外在显微镜的载物台上加一个微量步进马达,使载物台上、下移动,最小步进距离0.1μm,这样细胞或组织各横断面的图像都能清楚地显示,实现”光学切片”的目的。
2荧光定性、定量普通光学显微镜及电子显微镜仅能对肿瘤抗原进行定性分析,而对多标记细胞、组织标本的抗原表达、细胞结构特征以及抗肿瘤药的作用机制等方面进行定量的观察和监测,只能借助激光共聚焦显微镜来实现。
Raucher等[1]在研究Skov-3,HELA和FaDu细胞对于热反应性ELP(由重复的VPGXG组成的弹性蛋白样多肽)的收时,以荧光标记3个细胞系中热反应性ELP,通过LSCM定量观察其吸收,发现当温度高于其转运温度时,细胞对于ELP的吸收度增加,通过调节转运阶段的环境温度来调控细胞对于ELP的吸收。
共聚焦显微内镜在胃肠肿瘤外科中的运用——评《共聚焦激光显微内镜图谱》
第39卷第3期2020年6月电㊀子㊀显㊀微㊀学㊀报JournalofChineseElectronMicroscopySocietyVol 39ꎬNo 32020 ̄06∗书㊀评∗共聚焦显微内镜在胃肠肿瘤外科中的运用评«共聚焦激光显微内镜图谱»闫晓萌ꎬ林㊀琳(河北北方学院附属第一医院胃肠肿瘤外科ꎬ河北张家口075000)作者简介:闫晓萌(1990-)ꎬ女ꎬ河北张家口人ꎬ护师.㊀㊀近年来ꎬ消化内镜新技术发展迅猛ꎬ给早期发现胃肠道肿瘤及癌前状态㊁改善病人预后带来了希望ꎮ共聚焦激光显微内镜是最新的内镜技术ꎬ由传统电子内镜的头端与共聚焦激光显微镜整合而成ꎬ可在进行消化内镜检查的同时对黏膜活细胞下层进行成像ꎬ被誉为 光学活检 ꎮ不同于一般常规病理检查的内镜表层图像ꎬ共聚焦激光显微内镜可获取组织的切面图象ꎬ更能清晰观察到组织不同层面的病理状态ꎮ共聚焦激光显微内镜具有速度快㊁准确度高等优势ꎬ对于消化系统疾病的诊断与护理具有重要意义ꎮ胃肠道是恶性肿瘤发生率和死亡率最高的器官之一ꎮ除了胃癌ꎬ超过95%的早期胃肠道肿瘤表现为分化型ꎬ与未分化型早期胃癌相比ꎬ进展为全身性疾病的速度较为缓慢ꎮ因此ꎬ共聚焦显微内镜本身的优势能为胃肠道肿瘤的早期诊断㊁治疗以及术前术后护理提供有力帮助ꎮ«共聚焦激光显微内镜图谱»由李延青与何克裕主编ꎬ中国医药科技出版社于2009年出版ꎮ全书共有八章ꎬ第一章重点介绍消化道的一般结构ꎬ食管黏膜㊁胃粘膜㊁大肠黏膜及小肠黏膜等消化道黏膜组织学横切面特征ꎮ第二章简要概述共聚焦激光显微内镜的起源㊁诞生和演变过程ꎮ第三章讲述共聚焦激光显微内镜的基本知识ꎬ包括构造㊁作用原理㊁对比剂的选择以及检查技术等内容ꎮ第四章至第七章详细讲解食管㊁胃㊁十二指肠和大肠等消化道不同部位病变的共聚焦激光显微内镜图像特征ꎬ并附有相应的病例图片ꎬ方便读者观察研究ꎮ第八章是对共聚焦激光显微内镜改进的展望与期盼ꎮ该书内容丰富ꎬ论述详细ꎬ专业性强ꎬ显现了共聚焦激光显微内镜特点及应用潜能:(一)扩宽诊断范围ꎬ提高诊断准确性ꎮ共聚焦激光显微内镜由共聚焦显微内镜㊁共聚焦显微内镜的触摸屏显示器㊁普通内镜显示器㊁影像处理机㊁光学单元和共聚焦控制单元等组成ꎬ其成像分辨率和系统信号噪比大大提高ꎮ共聚焦激光显微内镜不仅可以进行体内组织学成像ꎬ还能提供黏膜层的体内组织学图像ꎬ明显扩宽了消化内经诊断的范围ꎮ应用共聚焦激光显微内镜检查病变现象ꎬ可以在无需活检的情况下获取组织病理学资料ꎮ该设备能将提高图像放大倍率ꎬ帮助内镜医生清晰辨认组织㊁细胞及某些亚细胞结构ꎬ做高分辨率的组织学诊断ꎬ进而根据组织学诊断及时采取治疗措施ꎬ避免由于反复内镜检查和多次活检的并发症ꎬ减轻患者痛苦的同时提高诊断效率和准确性ꎮ(二)与腹腔镜相互辅助切除胃肠道早期肿瘤ꎬ增强手术安全性ꎮ腹腔镜与共聚焦激光显微内镜联合治疗胃肠肿瘤时ꎬ通常根据病变部位㊁浸润深度㊁恶性程度的不同确定腹腔镜与内镜的主次地位ꎮ一方面ꎬ由于共聚焦激光显微内镜的不断发展及其诊断范围的不断扩大ꎬ部分早期的胃肠道恶性肿瘤也能在内镜下切除ꎮ但内镜存在固有的局限性ꎬ如:无法准确判断病变部位切除后是否引起穿孔㊁出血等并发症ꎻ结肠肝区㊁结肠脾区等特殊部位内镜操作困难ꎻ存在切除范围不足ꎬ治疗不彻底的可能等问题ꎮ然而ꎬ使用腹腔镜进行辅助ꎬ能有效突破内镜的局限性:密切观察及保护病变部位切除的过程ꎻ通过顶㊁拉等动作协助内镜观察隐蔽的病变部位ꎻ对肠壁进行及时加固等ꎮ在腹腔镜的帮助下ꎬ弥补了内镜切除术的不足ꎬ降低内镜操作难度ꎬ避免部分并发症的发生ꎬ增强了内镜切除术的安全性ꎮ另一方面ꎬ腹腔镜手术难以直接接触病变部位ꎬ胃肠道疾病的部分病变可能只存在于黏膜层ꎬ腹腔镜难以准确定位ꎮ使用共聚焦激光显微内镜加以配合ꎬ腹腔镜可迅速而准确地定位病变部位ꎬ精确指导病变切除范围ꎬ减少手术创伤ꎮ(三)手术前后综合护理ꎬ确保腹腔镜与共聚焦激光显微内镜联合治疗顺利进行和恢复ꎮ由于患者对共聚焦㊀㊀电子显微学报㊀J.Chin.Electr.Microsc.Soc.第39卷激光显微内镜治疗胃肠道肿瘤的认识和了解相对较少ꎬ手术开展前容易出现紧张㊁恐惧㊁焦躁等一系列不良情绪反应ꎬ不利于患者进行手术和身体恢复ꎮ因此ꎬ术前护理除了检查患者基本情况㊁确定生命体征状态㊁排空患者体内存留的肠积气以及为患者置留尿管等准备工作外ꎬ还需要对患者进行心理护理ꎬ于术前向患者详细介绍内镜治疗方法的应用实例㊁应注意的问题㊁术后的恢复等ꎬ并耐心解释手术的安全性ꎬ安抚患者情绪ꎮ从而获得患者的积极配合ꎬ确保手术顺利进行ꎮ术后护理是患者身体恢复健康的基本保证ꎬ集中表现在三个方面ꎮ一是病情观察ꎮ包括观察患者术后的生命体征变化ꎬ测量并记录ꎮ二是术后体位ꎮ对于术后未清醒的患者ꎬ应除去针头ꎬ使其头部偏向一侧平卧于床ꎬ以避免窒息ꎮ三是术后并发症的护理ꎬ以确保腹腔镜与共聚焦激光显微内镜联合治疗顺利进行和恢复ꎮ共聚焦激光显微内镜为体内组织学研究提供了可靠而快速的诊断工具ꎬ对于胃肠道肿瘤的诊断㊁治疗和护理具有重要作用ꎮ«共聚焦激光显微内镜图谱»一书语言精炼ꎬ内容丰富ꎬ图版清晰ꎬ是病理医学领域实用的的专业书目ꎮ应用透射电子显微镜观察重症急性胰腺炎组织的超微结构 «电子显微镜技术在医学领域的应用»王毅苗ꎬ安娇娜ꎬ李树铁∗(河北北方学院附属第一医院ꎬ河北张家口075000)基金项目:河北省卫生厅科研基金项目(No20180872).作者简介:王毅苗(1987-)ꎬ女(汉族)ꎬ河北张家口人ꎬ本科ꎬ主管护师.∗通讯作者:李树铁㊀㊀电子显微镜是研究组织和细胞超微结构的一种重要工具ꎮ将电子显微镜技术运用到医学领域研究中ꎬ对疾病的病情分析ꎬ诸如消化系统㊁肿瘤㊁肾病㊁血液病等疾病的分型诊断中都起着重要的作用ꎮ重症急性胰腺炎占急性胰腺炎总发生率的15%左右ꎬ该病病情复杂ꎬ可伴发多种并发症ꎬ大部分重症急性胰腺炎患者预后不佳ꎬ对患者的生命健康造成严重的威胁ꎮ因此ꎬ如何及时有效观察重症急性胰腺炎患者病情变化ꎬ同时采取何种有效促的针对性治疗是临床急需解决的问题ꎮ采用透射电子显微镜可清楚的观察到重症急性胰腺炎患者胰腺组织超微结构变化情况ꎬ为临床治疗重症急性胰腺炎提供了新思路ꎮ«电子显微镜技术在医学领域的应用»一书是由邵淑娟ꎬ郝立宏教授等编著ꎬ于2014年12月由辽宁科技出版社出版ꎮ该书共分为3篇ꎬ共有19章ꎬ从理论概述到实际应用ꎬ全面介绍了电子显微镜的结构和性能㊁样品制备方法与流程以及图像分析等内容ꎬ具有专业性强㊁操作方法翔实可靠等特点ꎮ特别是在生物样品制备技术一章中ꎬ将超薄切片㊁半薄切片与石蜡切片等样品制备技术相互结合ꎬ为透射电子显微镜在生物医学研究中的应用ꎬ提供了很好的研究思路与手段ꎬ是一本具有实用价值的技术书刊ꎮ为进一步提高重症急性胰腺炎的治疗效果ꎬ我们通过透射电子显微镜观察重症急性胰腺炎中胰腺组织超微结构ꎬ以期为临床诊断与治疗提供有意义的资料ꎮ选择雄性Wistar大鼠18只ꎬ将其随机分为对照组与重症急性胰腺炎组ꎬ每组各9只ꎮ按照电镜样品制备流程ꎬ分别对对照组和实验组小鼠ꎬ严格进行取材(组织大小<1mm3)ꎬ固定ꎬ脱水ꎬ浸透ꎬ包埋和聚合等处理ꎬ再经超薄切片和染色后ꎬ于透射电子显微镜观察ꎮ实验结果发现ꎬ胰腺组织造模后3hꎬ重症急性胰腺炎组的腺泡细胞中ꎬ胞质内空泡体积增大ꎬ数量明显增多ꎮ空泡内含有内容物(酶原颗粒)并存在较多的稠密降解物质ꎮ一系列的超微结构的变化提示ꎬ这将会损伤胰腺腺泡细胞ꎬ引起急性胰腺炎ꎮ另外ꎬ相邻的空泡相互融合后其体积增大ꎬ致使产生脆性易破裂ꎬ使消化酶经损伤的细胞膜通过异向分泌作用到达胰腺间质ꎬ诱发炎症的产生ꎮ通过透射电子显微镜可清晰的观察到重症急性胰腺炎的病理变化情况ꎬ这对阐明重症急性胰腺炎的病理机制ꎬ优化诊断方法ꎬ具有重要的临床价值ꎮⅱ。
激光共聚焦显微技术在药学研究中的应用
激光共聚焦显微技术在药学研究中的应用
激光共聚焦显微技术(CLSM)是一种高分辨率、非侵入性的镜下成像技术,被广泛应用于生物医学研究中。
在药学研究中,CLSM可以用于药物释放过程的实时监测、药物靶向性的研究、药物毒性的测试等方面,其应用越来越受到关注。
首先,CLSM可以用于药物释放过程的实时监测。
药物释放过程是药物输送系统的重要研究方向之一。
CLSM可以使用荧光标记的药物或载体材料进行成像,实时监测其释放过程。
通过定量分析释放曲线,可以评估药物的释放速率和累积释放量,从而了解药物输送系统的性能。
其次,CLSM可以用于药物靶向性的研究。
药物靶向性是提高药物治疗效果的重要手段之一。
通过制备靶向药物纳米粒子或高分子材料,并在其表面修饰靶向分子,CLSM可以直观观察药物在细胞或组织中的分布情况。
从而了解药物在靶标区域的浓度分布,为评估药效和药物的副作用提供参考。
最后,CLSM可以用于药物毒性的测试。
药物毒性评价是药物开发过程中不可或缺的一环。
CLSM可以利用涂片、细胞培养等方法,将药物暴露于细胞或组织中,通过成像分析药物诱导的生物标志物变化,确定其毒性。
同时,CLSM还可以用于药物代谢和药效动力学的研究,为药物安全性评价提供科学数据。
总之,CLSM在药学研究中的应用具有广泛的前景和应用价值。
未来,我们可以通过进一步的技术创新,不断提高CLSM的成像分辨率和成像速度,为药物研发提供更加精准、快速、可靠的检测手段。
基于光学显微技术的肿瘤细胞识别与定位研究
基于光学显微技术的肿瘤细胞识别与定位研究第一章:引言随着现代生命科学的不断发展,肿瘤细胞研究得到了越来越多的关注。
肿瘤细胞的识别与定位是肿瘤学研究中的一个重要环节。
传统上,人们使用组织学检查对细胞的形态学特征进行研究,但存在着检测量小、操作繁琐、样本易受破坏等问题。
随着光学显微技术的发展,将其应用于肿瘤细胞的识别与定位可以有效解决传统方法的上述问题,为肿瘤学研究提供了新的思路和手段。
本文将围绕光学显微技术在肿瘤细胞识别与定位研究中的应用展开讨论。
首先介绍光学显微技术的原理和若干常见技术手段,然后重点讨论光学显微技术在肿瘤细胞识别与定位中的应用现状与未来发展方向。
最后,对光学显微技术在肿瘤学研究中存在的问题和亟待解决的挑战进行探讨。
第二章:光学显微技术原理及主要技术手段1. 光学显微技术原理光学显微技术是用光学系统对样品进行观察和测量的技术方法。
其基本构成包括光源、物镜、目镜、目标台、移动台等部分。
光源通过凹透镜和凸透镜在物品上形成清晰的投影,物镜和目镜双重放大后通过眼睛观察。
2. 光学显微技术若干常见技术手段(1)荧光显微镜:荧光显微镜是一种显微镜,它通过将样品中特殊的荧光物质激活并感应其特殊的荧光发射,来获得细胞内部结构或分子的信息。
(2)共焦显微镜:共焦显微镜是一种利用激光的共聚焦来实现近似于光学切片的成像技术。
与常规荧光显微镜相比较,共焦显微镜具有更高的分辨率和对三维样品的能力,因此被广泛应用于细胞和组织学成像。
(3)扫描电子显微镜:扫描电子显微镜是利用电子束来形成图像的显微镜。
它不受光限制,能够为显微图像提供更高的分辨率,同时还可用于元素分析等领域。
(4)高内容荧光成像:高内容荧光成像是将靶标荧光标记物与自动图像获取和分析结合的一种细胞学工具。
它可以快速、高效地分析多参数细胞样品的多个特征,可以用于筛选药物或探索基因功能等。
第三章:光学显微技术在肿瘤细胞识别与定位中的应用1. 光学显微技术在肿瘤细胞识别与定位中的应用现状光学显微技术应用于肿瘤细胞识别与定位已有较为广泛的应用。
激光共聚焦扫描显微镜及其在生物学上的应用
激光共聚焦扫描显微镜及其在生物研究中的应用一.激光共聚焦扫描显微镜(以下简称LSM):1.利用激光作为光源,在传统光学显微镜基础上采用共轭聚焦原理和装置,并利用计算机对所观察分析对象进行数字图象处理的一套观察和分析系统。
2.主要系统组成:激光源、共聚焦显微镜(正置、倒置、透射、落射、荧光、微分干涉)、探测器(光电倍增管)、计算机以及数字图象输出设备(显示器、彩色打印机和照片幻灯片制作设备)。
二.LSM技术、原理和特点:对于一个在传统显微镜下观察的生物样品来说,其结构往往是非常复杂的,而且又互相重叠,给观察带来很大困难。
特别是在荧光显微镜观察中,由于荧光标记物质和自发荧光结构重叠,紧密合在一起,而传统落射荧光显微镜物镜不但收集来自焦平面的光线,而且还收集焦平面上下的散射光线,因此影响了光分辨率。
共聚焦成像仅检测反射自焦平面的光线部分,从而解决上述问题。
光源通过一个针孔使在焦平面上形成一个小而精细的光点,从焦平面上发射出的光线通过物镜收集,光束通过光束分离器,沿着光路返回,进入探测器,同样在进入探测器前也要通过一个针孔。
这种焦平面的几何共轭设计使来自焦平面的光点正好进入针孔会聚,而焦平面外的光束会聚于针孔板前或后,被阻挡不能通过针孔进入探测器。
探测到的就是来自焦平面的。
共聚焦显微镜的光分辨率以及Z轴上的光切厚度不但取决于光的波长,而且也决定于物镜的数值孔径和针孔的直径。
其中针孔孔径的大小与分辨率成反比。
通过精细平面光切,形成生物样品不同平面的精细图象,同时将一个连续的光切图象Z轴重叠就可形成一个三维图象。
另外,在同一平面上随时间进行连续扫描,就可分析细胞结构、内含、和标记等的动力学变化。
另外,为了适应目前生物医学研究技术的飞速发展,特别是各种荧光染料的运用,以及各种荧光蛋白家属标记的运用,多重荧光标记的生物样品观察。
现在最先进的激光共聚焦显微镜已经能够同时扫描这些多重标记的荧光标记,并加以精确的区分,同时也可以观察随时间变化,这些荧光标记由于各种生物学因素而产生的波长改变(具体见下述META技术简解),从而研究到组织和细胞内分子间的相互作用关系。
激光共聚焦显微镜在肿瘤治疗研究中的应用
激光共聚焦显微镜在肿瘤治疗研究中的应用【摘要】激光扫描共聚焦显微镜是一种新的分子细胞生物学分析仪器,因其能迅速、直观、定量的检测到细胞内部微细结构的荧光图像,已经广泛应用于肿瘤的相关研究中。
本文综述了对激光共聚焦显微镜在肿瘤的治疗中的应用进展。
【关键词】激光扫描共聚焦显微镜;肿瘤;治疗1前言激光扫描共聚焦显微镜(LSCM)是二十世纪80年代发展起来的新一代分子细胞生物学分析仪器,比传统的光学显微镜和荧光显微镜分辨率高,可广泛引用于用于观察固定细胞、活细胞或组织内部微细结构的荧光图像,在亚细胞水平上观察诸如Ca 2 +、pH 、膜电位等生理信号及细胞形态的动态变化。
LSCM通过检测与肿瘤相关生理信号的变化,可以从细胞和分子水平上为肿瘤的早期诊断和治疗提供一个强有力的研究工具,下面对近年来LSCM在肿瘤研究中的应用进行简要综述。
2 肿瘤药物作用机制研究光动力疗法(PDT)是一种新的癌症治疗方法,利用光敏剂破坏肿瘤组织。
研究表明,光敏剂的亚细胞定位特点与靶细胞光敏损伤位点高度相关,是PDT 损伤效应的重要影响因素。
Trivedi NS等[1]利用双光子LSCM发现光敏剂Pc 4在小鼠淋巴瘤(LY-R)细胞中优先与线粒体和高尔基体紧密结合。
周园[2]用LSCM 观察到,荧光基团FITC标记的抗肿瘤药物PHⅡ-7在肿瘤细胞系K562及其耐药肿瘤细胞系K562/A02中,其分布均由细胞质逐渐向细胞核转移,说明PHⅡ-7的作用靶点为细胞核。
3 肿瘤药物在细胞内的动态追踪有些自发荧光的抗肿瘤药物如阿霉素,可以在LSCM下动态追踪到药物在肿瘤细胞内的实时分布及定位的情况,这样就为肿瘤药物作用机制的研究提供了更加直观的证据。
Feofanov[3]等应用CSI技术定量分析技术,对MITOX在人类白血病K562细胞内的吸收进行定量分析和亚细胞定位。
结果发现MITOX在细胞内的环境中高度倾向于自聚集,这种积聚可能是药物在能持续并长期作用于细胞的决定因素。
激光扫描共聚焦显微技术及其在神经、肿瘤相关研究中的应用
激光扫描共聚焦显微技术及其在神经、肿瘤相关研究中的应用张鹏;毕明刚【摘要】介绍了近年来新出现的共聚焦显微镜新的种类,如传统激光共聚焦和活细胞激光共聚焦,对其功能及在神经、肿瘤研究中的应用进行了综述,使现代显微镜能够更加深入研究和分析细胞的变化过程和结构.活细胞激光扫描共聚焦显微镜与双光子激光扫描共聚焦显微镜实现了对肿瘤、神经活细胞长时间地动态观测,可更加真实地揭示细胞凋亡的机制与规律.【期刊名称】《医疗卫生装备》【年(卷),期】2010(031)002【总页数】4页(P43-45,49)【关键词】激光扫描共聚焦;基因敲除;活细胞检测;凋亡【作者】张鹏;毕明刚【作者单位】150076,哈尔滨,啥尔滨商业大学生命科学与环境科学研究中心药物研究所博士后科研工作站;中国医学科学院药用植物研究所【正文语种】中文【中图分类】TH742.1激光扫描共聚焦显微镜经过30 a的发展已被广泛应用于形态学、分子生物学、神经科学、肿瘤药理学、遗传学等领域。
由最初的单一激光扫描共聚焦显微镜发展到现在的双光子共聚焦显微镜、多光子共聚焦显微镜、活细胞共聚焦显微镜等多种显微镜,以适应不同功能需要,为生命科学提供了更加有效的定性定量的细胞测量工具。
激光扫描共聚焦显微镜尤其在研究细胞凋亡机制和神经疾病相关蛋白定位中发挥着重要作用,通过激光共聚焦显微镜可检测到与神经疾病相关的蛋白分布情况,以及肿瘤细胞中各种凋亡相关蛋白表达的变化。
激光共聚焦显微镜在一定程度上推动了神经科学及抗肿瘤药物作用机制的研究。
下面仅对近年来新出现的共聚焦显微镜新的种类、功能及其在神经、肿瘤研究中的应用进行简要综述。
1 激光扫描共聚焦1.1 传统激光共聚焦激光共聚焦显微镜技术已经成为光学显微镜发展应用中最重要的一种手段。
在常规的宽视野光学荧光显微镜中,样本发射的继发性荧光在物镜焦平面上黯淡不清[1],使一些细节丢失。
共聚焦显微镜改善了中轴(Z轴:平行于显微镜视轴)和侧平面(X轴和Y轴:样品平面的维度)的光学分辨率,并且能够减少在成像过程中由样品在焦平面中产生的继发性荧光。
仪器分析3激光共聚焦显微镜在病理生物学中
基因编码蛋白质产物的亚细胞定位
• 基因编码蛋白质产物的亚细胞定位是在体 外,从亚细胞水平,根据基因产物在细胞 中的定位,从而研究其在细胞的生理活动 和病理状态下可能扮演的角色。一般而言, 定位于细胞核的基因产物多于基因的转录 调控有关,而定位于细胞浆的基因产物多 在信号转导途径中起作用。
• 洗片: 50%甲酰胺/2×SSC (3×3分钟)
•
2×SSC (3×3分钟),
•
0.1×SSC (2×3分钟)
•
4×SSC/O.1Tween洗(1×3分钟)。
• 免疫荧光显色
每片加50L荧光抗体,37 ℃孵育30分钟,
4×SSC/O.1Tween洗3次,每次2分钟。
• 染色 每片加20LDAPI(碘化丙啶)。
长期时进行转染。
• GFP质粒的除菌处理和浓度测定。 • 在2个无菌的1.5mL微量离心管中准备如下溶液: • A:将1-2gGFP质粒DNA溶解于100L无血清DMEM培养
基中。
• BB两液混合,室温下放置30分钟。 • 将细胞用2mL无血清DMEM培养基漂洗1~2遍。 • 将混合的A、B两液中加入0.8mL无血清DMEM培养基,混
丫啶橙标记方法
AO标记细胞的方法: (1)细胞涂片→固定→醋酸酸化→ AO染色5-
10min →分化→洗涤→上机; (2)活细胞标记,AO本身具有一定的跨膜能
力,直接用0.01%AO标记细胞5min后,直接 观察。
蛋白和抗体的藕联探针
偶联 探针
荧光探针激发/发射/nm FITC异硫氰基荧光素494 /518(绿色荧光)
Oregon green488496 /524(绿色荧光)
特性 染死细胞,对pH变化不敏感
激光共聚焦显微镜系统的原理和应用
激光共聚焦显微镜系统的原理和应用激光扫描共聚焦显微镜是二十世纪80年代发展起来的一项具有划时代的高科技产品,它是在荧光显微镜成像基础上加装了激光扫描装置,利用计算机进行图像处理,把光学成像的分辨率提高了30%--40%,使用紫外或可见光激发荧光探针,从而得到细胞或组织内部微细结构的荧光图像,在亚细胞水平上观察诸如Ca2+ 、PH值,膜电位等生理信号及细胞形态的变化,成为形态学,分子生物学,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。
激光共聚焦成像系统能够用于观察各种染色、非染色和荧光标记的组织和细胞等,观察研究组织切片,细胞活体的生长发育特征,研究测定细胞内物质运输和能量转换。
能够进行活体细胞中离子和PH值变化研究(RATIO),神经递质研究,微分干涉及荧光的断层扫描,多重荧光的断层扫描及重叠,荧光光谱分析荧光各项指标定量分析荧光样品的时间延迟扫描及动态构件组织与细胞的三维动态结构构件,荧光共振能量的转移的分析,荧光原位杂交研究(FISH),细胞骨架研究,基因定位研究,原位实时PCR产物分析,荧光漂白恢复研究(FRAP),胞间通讯研究,蛋白质间研究,膜电位与膜流动性等研究,完成图像分析和三维重建等分析。
一.激光共聚焦显微镜系统应用领域:涉及医学、动植物科研、生物化学、细菌学、细胞生物学、组织胚胎、食品科学、遗传、药理、生理、光学、病理、植物学、神经科学、海洋生物学、材料学、电子科学、力学、石油地质学、矿产学。
二.基本原理传统的光学显微镜使用的是场光源,标本上每一点的图像都会受到邻近点的衍射或散射光的干扰;激光扫描共聚焦显微镜利用激光束经照明针孔形成点光源对标本内焦平面的每一点扫描,标本上的被照射点,在探测针孔处成像,由探测针孔后的光点倍增管(PMT)或冷电耦器件(cCCD)逐点或逐线接收,迅速在计算机监视器屏幕上形成荧光图像。
照明针孔与探测针孔相对于物镜焦平面是共轭的,焦平面上的点同时聚焦于照明针孔和发射针孔,焦平面以外的点不会在探测针孔处成像,这样得到的共聚焦图像是标本的光学横断面,克服了普通显微镜图像模糊的缺点。
共聚焦激光显微内镜(CLE)在膀胱恶性肿瘤诊断中的应用价值分析
共聚焦激光显微内镜(CLE)在膀胱恶性肿瘤诊断中的应用价值分析摘要:目的:分析在膀胱恶性肿瘤诊断中应用共聚焦激光显微内镜(CLE)的价值,为疾病诊疗提供参考。
方法:将医院收治的21例膀胱恶性肿瘤患者作为主体,全部患者均采取白膀胱镜(WLC)+CLE检查,对其临床资料实施分析,予以可疑病灶者经尿道膀胱肿瘤电切术治疗,对于切除病灶实施病理学检查,同时与WLC、CLE结果进行比较,病例选择日期为2019年1月-2022年5月。
结果:21例患者均顺利完整了手术治疗,均未发生围手术期并发症,21例患者共有27例病灶,病灶形态包括14个乳头状病灶,13例扁平状病灶。
根据病灶的部位进行分类,16个膀胱左侧壁,5个膀胱底壁,3个膀胱右侧壁,3个膀胱前壁近颈口。
根据病理进行分类,有7个低级别乳头状尿路上皮癌(TaLG),6个高级别乳头状尿路上皮癌(TaLG),3个原位癌,3个高级别浸润性尿路上皮癌,2个腺性膀胱炎,3个膀胱慢性炎,2个重度异型增生,1例电切后瘢痕。
结论:在膀胱恶性肿瘤的诊断中,CLE检查可通过显微细胞层面实时成像膀胱黏膜上皮病灶,尤其在区分扁平病灶方面的应用价值更为显著。
关键词:共聚焦激光显微内镜;膀胱恶性肿瘤;应用价值膀胱恶性肿瘤具有较高的发生率,属于泌尿系统肿瘤疾病,非肌层浸润性膀胱癌(NMIBC)涉及Ta、T1、Tin期,在初诊患者中占比达到了75%。
对于膀胱恶性肿瘤患者而言,需要通过WLC检查、经尿道膀胱肿瘤切除术获得病理诊断,需要注意完整切除病理组织[1]。
但是,WLC检查时对于扁平或者微小病灶极易误诊、漏诊,且病灶切除范围不足时,极易造成术后复发和进展,难以保证分级诊断、实时分期的准确性。
近年来,随着医学技术的进步,窄谱光呈现(NBI)、光动力学诊断(PDD)、共聚焦激光纤维内镜(CLE)、光学相干断层成像等技术被应用于膀胱恶性肿瘤诊断中,良好弥补了WLC的不足[2]。
CLE能够显示出微米级细胞层面的实时光学呈现,通过对细胞形态和结构观察,可对病灶类别进行识别,最初临床将其用于胰腺癌的诊断、结直肠、胆道、支气管的诊断中,病灶识别率较高,应用前景理想[3]。
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激光共聚焦显微镜在肿瘤治疗研究中的应用
【摘要】激光扫描共聚焦显微镜是一种新的分子细胞生物学分析仪器,因其能迅速、直观、定量的检测到细胞内部微细结构的荧光图像,已经广泛应用于肿瘤的相关研究中。
本文综述了对激光共聚焦显微镜在肿瘤的治疗中的应用进展。
【关键词】激光扫描共聚焦显微镜;肿瘤;治疗
1前言
激光扫描共聚焦显微镜(LSCM)是二十世纪80年代发展起来的新一代分子细胞生物学分析仪器,比传统的光学显微镜和荧光显微镜分辨率高,可广泛引用于用于观察固定细胞、活细胞或组织内部微细结构的荧光图像,在亚细胞水平上观察诸如Ca 2 +、pH 、膜电位等生理信号及细胞形态的动态变化。
LSCM通过检测与肿瘤相关生理信号的变化,可以从细胞和分子水平上为肿瘤的早期诊断和治疗提供一个强有力的研究工具,下面对近年来LSCM在肿瘤研究中的应用进行简要综述。
2 肿瘤药物作用机制研究
光动力疗法(PDT)是一种新的癌症治疗方法,利用光敏剂破坏肿瘤组织。
研究表明,光敏剂的亚细胞定位特点与靶细胞光敏损伤位点高度相关,是PDT 损伤效应的重要影响因素。
Trivedi NS等[1]利用双光子LSCM发现光敏剂Pc 4在小鼠淋巴瘤(LY-R)细胞中优先与线粒体和高尔基体紧密结合。
周园[2]用LSCM 观察到,荧光基团FITC标记的抗肿瘤药物PHⅡ-7在肿瘤细胞系K562及其耐药肿瘤细胞系K562/A02中,其分布均由细胞质逐渐向细胞核转移,说明PHⅡ-7的作用靶点为细胞核。
3 肿瘤药物在细胞内的动态追踪
有些自发荧光的抗肿瘤药物如阿霉素,可以在LSCM下动态追踪到药物在肿瘤细胞内的实时分布及定位的情况,这样就为肿瘤药物作用机制的研究提供了更加直观的证据。
Feofanov[3]等应用CSI技术定量分析技术,对MITOX在人类白血病K562细胞内的吸收进行定量分析和亚细胞定位。
结果发现MITOX在细胞内的环境中高度倾向于自聚集,这种积聚可能是药物在能持续并长期作用于细胞的决定因素。
4 肿瘤对药物敏感性研究
化疗药物具有诱导敏感肿瘤细胞凋亡的能力,大量实验证明药物诱导细胞凋亡的过程普遍存在胞质Ca2+浓度的持续升高,用LSCM辅以钙荧光探针活体测量Ca2+浓度较之传统方法具有无可比拟的优点,如荧光探针易于导入,空间分辨率高,反应速度快,多离子同时测定等。
张向阳[4]通过应用Ca2+特异性荧光
指示剂Flou-3/AM,在LSCM下观察30例乳腺肿瘤、25例胃肿瘤和5例喉肿肿瘤患者手术切除的新鲜肿瘤组织中提取细胞培养后,分别用5种化疗药物处理后,细胞中Ca2+浓度和药敏的关系:研究显示敏感药物能使肿瘤细胞的Ca2+浓度发生较大变化。
5 新型抗肿瘤药物载体的研究
药物载体的尺寸在药物传输方面是一个关键问题,不同尺寸的纳米颗粒在人体内的疗效不同。
WU[5]构建了一种不需要乳化剂与有机溶剂,制备尺寸可调控的具有网络结构的纳米凝胶的方法。
通过LSCM对药物载体在人肺癌细胞A549中的内在化行为观察,发现载药纳米凝胶能大量被A549细胞所吞噬,且大部分的药物存在于细胞质中,定位于酸性的细胞器。
6结语
随着现代生物医学研究的不断深入,LSCM以其高分辨率、快速、直观且能实时检测活细胞内多种参数的变化的优势,实现了普通显微镜功能的飞跃,满足了研究者不断提升的需求。
随着LSCM成像技术的不断完善和发展以及抗肿瘤药物研究的不断深入,它必将成为肿瘤研究的有利武器。
参考文献
[1]Trivedi NS, Wang HW, Nieminen AL,et al. Quantitative analysis of Pc 4 localization in mouse lymphoma (L Y-R)cells via double-label confocal fluorescence microscopy [J].Photochem Photobiol, 2000,71(5):634-639.
[2]周园,王彩云,苏晔,等.3-取代芳基氧化吲哚在肿瘤细胞内的定位[J].中国药理学通报.2009,25(6):751-754.
[3]Feofanov A, Sharonov S, Fleury F,et al.Quantitative confocal spectral imaging analysis of mitoxantrone within living K562 cells: intracellular accumulation and distribution of monomers,aggregates,naphtoquinoxaline metabolite,and drug-target complexes [J].Biophys J. 1997,73(6): 3328-3336.
[4]张向阳,门金娥,郑海萍,等.激光扫描共聚焦显微镜检测肿瘤细胞药敏的临床意义[J].天津医药,2007,35(10),769-70.
[5]Wu J, Liu XQ, Wang YC,et al. Template-free synthesis of biodegradable nanogels with tunable sizes as potential carriers for drug delivery[J].J Mater Chem, 2009, 19(10): 7856-63.
本课题受到广东医学院青年基金资助。