一文读懂激光共聚焦显微镜(LSCM)!

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一文读懂激光共聚焦显微镜(LSCM)!

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激光扫描共聚焦显微镜（LSCM）是现代生物医学领域的重要成像工具，它结合了激光、计算机和图像处理技术，能够提供细胞或组织内部的高分辨率三维图像。本文将详细介绍LSCM的工作原理、优势及其在生命科学研究中的具体应用。

一、项目介绍

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，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。该仪器利用计算机、激光和图像处理技术获得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。该仪器作为目前最先进的分子细胞生物学的分析仪器，主要用于观察活细胞结构及特定分子、离子的生物学变化、定量分析以及实时定量测定等。

二、工作原理

激光共聚焦显微镜脱离了传统光学显微镜的场光源和局部平面成像模式，激光扫描共聚焦显微镜光路图采用激光束作光源，激光束经照明针孔，经由分光镜反射至物镜，并聚焦于样品上，对标本焦平面逐点、逐行、逐面快速扫描成像。

扫描的激光与荧光收集共用一个物镜，物镜的焦点即扫描激光的聚焦点，也是瞬时成像的物点，通过控制调焦深度，就可以获得样品不同深度层次的图像，这些图像信息都储于计算机内，通过计算机分析和模拟，就能显示所观察表面的立体结构

三、LSCM与荧光显微镜的区别

荧光显微镜：当成像面较厚，焦面上方下方的干扰信号都会被观察到，影响实验结果，因此荧光显微镜只能观察静态的亚细胞结构。

LSCM：是在传统荧光显微镜成像的基础上，附加了激光扫描装置和共轭聚焦装置，通过计算机控制来进行数字化图像采集和处理的系统。可以观察亚细胞层次的一些生化变化，是目前最先进的分子细胞生物学的分析仪器。

优势：LSCM比普通荧光显微镜获得更高对比度、高分辨率图像，同时具有高灵敏度，对检测样品无损伤、可靠和优良重复性。LSCM具有更高的分辨率，实现多重荧光的同时可观察并可形成清晰的三维图像等优点，能比宽场看到的成像面更薄，更清晰，在较以往更短的采集时间内轻松实现超高分辨率更大观察视野成像。

四、LSCM的应用范围

LSCM应用广泛，在生命科学、医学研究中日益受到重视。一方面可以观察细胞或亚细胞形态结构等研究，如检测蛋白质、抗体及其他大分子；检测细胞凋亡；细胞器的观察和测定（线粒体、溶酶体、内质网和高尔基体）；检测细胞融合；观测细胞骨架；检测细胞间隙连接通讯；检测细胞或组织内脂肪；进行细胞或组织结构的三维重构等。同时，LSCM还可以进行活体细胞或组织功能的实时动态检测，如测定细胞内钙变化；测定细胞PH 变化；检测膜电位变化；药物筛选、检测荧光漂白恢复等。除此之外，LSCM在交叉学课中的高分辨率成像，如神经科学、药理研究、材料研究、化工原料等也广泛应用。