激光扫描共聚焦显微镜(研究生)演示教学

OLYMPUS
NIKON共聚焦显微镜
尼康（nikon)
UltraView™高速扫描型激光共聚 集系统
PerkinElmer
高通量共聚焦显徽细胞图像分析 测定系统
GE Healthcare
时间分辨激光共聚焦显微成像系 统
德国耶莱公司
德国ZEISS激光共聚焦显微镜
德国 ZEISS
德国ZEISS激光共聚焦显微镜
激光扫描共聚焦显微镜(研究生)
激光扫描共聚焦显微镜 （LSCM）
授课内容
一、LSCM的发展与现状 二、LSCM的成像原理及组成 三、LSCM的使用步骤 四、LSCM的基本功能 五、LSCM在生物医学领域中的应用
一、激光扫描共聚焦显微镜发展与现状
1957年，Marvin Minsky提出共聚焦原理； 1978年，Brandengoff在高数值孔径透镜装 置上改装成功具有高清晰度的共聚焦显微镜； 1982年，BIO-RAD公司第一个推出商品化激 光扫描共聚焦显微镜； 1985年，Wijnaendts Van Resandt发表了 第一篇有关激光扫描共聚焦显微镜在生物学中应 用的文章； 1987年，发展成现在通常意义上的第一代激 光扫描共聚焦显微镜。
绿氦－氖(He-Ne)激光 外谐振器半导体激光 碰撞脉冲染料激光 氦－氖激光 蓝宝石激光 氦－氖激光
（二）扫描器
扫描器
针孔光栏（pinhole） 分光镜 发射荧光分色镜 检测器
1）针孔光栏 2）分光镜
位置 作用 位置 作用
3）发射荧光分色镜
位置
4）检测器 作用
位置 作用
描装置
扫描方式
光束扫描 台阶扫描
原理 优缺点
激光共聚焦显微镜的基本结构
德国ZEISS
型号
Pathway415、Pathway435
800系列
CARVⅡ C1 TCS-SP2 FV300 FV1000 尼康（nikon）C1-plus UltraView™
IN Cell Analyzer 3000
TauMap
LSM 510 SYSTEM
LSM 510 PASCAL SYSTEM
仪器名称
生产商
BD高通量活细胞共聚焦分析系统 400系列
美国BD公司
BD 高通量活细胞共聚焦分析系统 800系列
美国BD公司
BD全光谱活细胞共聚焦高速扫描 系统
美国BD公司
尼康共焦显微镜
尼康（Nikon)
共焦激光扫描显微镜
徕卡仪器有限公司 Leica
OLYMPUS激光共聚焦显微镜
OLYMPUS
OLYMPUS激光共聚焦显微镜
激光束
扫描器
载物台的升降
接收器
“细胞CT”
计算机
“光学切片”
LSCM
组 成 光 路 的 示 意 图
Beam path in the confocal laser scanning microscope
共聚焦原理示意图
（一）激光光源
（1）、激光谱线 （2）、激光器开闭和电压调节 （3）、激光强度回馈稳定电路设计 （4）、辅助设备
FluoView™ FV1000共聚焦显微镜
FV1000系统完美地整 合了两套相互独立的扫描 模块在一套系统内，在一 束激光进行实验刺激的同 时，另一束激光实时地对 样品进行扫描，从而记录 完整的动态变化过程。
美国Meridian公司的ACAS uLTIMA312为同类仪器中档 次最高、功能最全的精密仪器。 它能达到每秒120幅画面的高 速扫描激光共聚焦观察，可提供实时，真彩色的激光共聚焦原 色图象。
BIO-RAD公司第七代Radiance 2100型激光扫描共聚焦显 微镜是全世界唯一无需人工调整的激光扫描共聚焦扫描显微镜
激光扫描共聚焦显微镜硬件和软件系统
硬件系统 软件系统
1）激光光源 2）计算机系统 3）共聚焦系统 4）光学探测系统 5）图像分辨率 6）扫描方式
1）、Image Analyze 2）、Ratio Analysis和 Kinetics 34））、、CCeellll –LCisetll Communication and FRAP 5）、Cell Sorting 6）、Confocal Imaging
Differential Interference Contrast (DIC; Nomarski)
Laser Scanning Confocal Microscopy (LSCM)
来自百度文库
Multiphoton Fluorescence Excitation Microscopy (MPFE)
2、LSCM的工作原理
Mitotic cells, multiple fluorescence (NCI Maryland)
二、激光扫描共聚焦显微镜成像原理及组成
激光扫描共聚焦显微镜（Laser Scanning Confocal Microscopy ，简称LSCM）是近代生物医学图象仪器 的最重要发展之一，它是在荧光显微镜成象的基础上加 装激光扫描装置，使用紫外光或可见光激发荧光探针， 利用计算机进行图象处理，从而得到细胞或组织内部微 细结构的荧光图象，以及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等。 已广泛应用于细胞生物学、生理学、病理学、解剖学、 胚胎学、免疫学和神经生物学等领域，对生物样品进行 定性、定量、定时和定位研究具有很大的优越性，成为 这些领域新一代强有力的研究工具。
1、LSCM的基本结构
荧光显微镜系统及样品台
激光光源
扫描器
图象存储及处理系统
控制
计算机控制系统
LSCM各部分相互关系示意图
共聚焦显微镜与普通光学显微镜的比较
激光扫描共聚焦显微镜
普通光学显微镜
激光光源 共轭聚焦原理和装置
场光源 干扰
计算机数字图象处理分析系统
照相
Light Microscopy
A C. elegans EmbryoG at pro-nuclei meetingG stage (before dividing into 2-cell embryo)
波长（nm） 功率(mW)
激光器类型
325
10～30
氦镉(He-Cd)激光
351
300
带紫外的水冷式氩离子激光
364
>20
风冷氩离子激光（Ar-ion）
442
11
氦镉激光
457～514
25
小型氩离子激光
543 630 630 632 700～1100 1 152
1.25 33 3 3.5 2 000 1