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細(xì)胞生物學(xué)應(yīng)該使用哪些顯微鏡?

時(shí)間:2023-02-24 14:54:17 來源: 點(diǎn)擊:

  

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  細(xì)胞生物學(xué)概念

  細(xì)胞生物學(xué)是以細(xì)胞為研究對(duì)象,從細(xì)胞的顯微水平、亞顯微能力和分子水平三個(gè)層次研究細(xì)胞結(jié)構(gòu)、性能和生命歷史。顯微結(jié)構(gòu)一般是指大致的輪廓、大結(jié)構(gòu),如線粒體、葉綠體、細(xì)胞核等,其分辨率大于0.2μm,可在光學(xué)顯微鏡下觀察;亞顯微結(jié)構(gòu)是細(xì)胞膜、核膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜等更具體的結(jié)構(gòu),其分辨率低于0.2μm,受光學(xué)顯微鏡衍射極限的限制,需要電子顯微鏡識(shí)別,但電子顯微鏡不適合活細(xì)胞成像,許多應(yīng)用研究只需要確定亞顯微物質(zhì)的分布,不需要明確具體結(jié)構(gòu),因此一般可以使用寬場(chǎng)熒光顯微鏡或共聚焦顯微鏡進(jìn)行熒光標(biāo)記。

  顯微鏡相機(jī)MC50-S下的細(xì)胞顯像

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  顯微成像技術(shù)在細(xì)

  細(xì)胞生物學(xué)的應(yīng)用

  細(xì)胞生物學(xué)主要研究細(xì)胞的生命活動(dòng),包括生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖、遺傳、變異、衰老、死亡、代謝、調(diào)節(jié)、分化等。光學(xué)顯微鏡的研究方向如下:①生物膜與細(xì)胞器;②細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo);③細(xì)胞骨架系統(tǒng);④細(xì)胞核、染色體和基因表達(dá);⑤細(xì)胞增殖及其調(diào)節(jié);⑥細(xì)胞分化和干細(xì)胞;⑦細(xì)胞死亡;⑧細(xì)胞衰老;⑨細(xì)胞工程。

  這些研究都是基于對(duì)細(xì)胞顯微水平和亞顯微水平的觀察:

  (1)研究細(xì)胞的微觀形態(tài)和活動(dòng),如細(xì)胞遷移、細(xì)胞吞咽、細(xì)胞纖毛和鞭毛運(yùn)動(dòng)等

  細(xì)胞一般是透明的,未染色的標(biāo)本或活細(xì)胞適用于相差觀察,如活細(xì)胞培養(yǎng)(刮痕試驗(yàn)、轉(zhuǎn)移試驗(yàn))

  (2)觀察細(xì)胞亞顯微水平的染色和熒光標(biāo)記

  細(xì)胞亞顯微結(jié)構(gòu)大小一般小于0.2μm,光學(xué)顯微鏡不能觀察其具體結(jié)構(gòu),但可以利用其結(jié)構(gòu)中的蛋白質(zhì)或核酸,選擇合適的熒光染料,通過熒光顯微鏡觀察光信號(hào),判斷物質(zhì)的分布和活動(dòng)。

  MF53-N下的細(xì)胞有絲分裂

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  細(xì)胞中的顯微成像技術(shù)

  生物學(xué)應(yīng)用中的挑戰(zhàn)

  細(xì)胞生物學(xué)顯像有以下幾個(gè)難點(diǎn)需要注意:

  1)細(xì)胞的長(zhǎng)期活性和健康需要培養(yǎng)條件的支持。細(xì)胞的活性和健康需要適當(dāng)?shù)臏囟?、濕度和氣體培養(yǎng)條件來支持,沒有這些條件,細(xì)胞就不能長(zhǎng)期保持活性。如果觀察和測(cè)試能在短時(shí)間內(nèi)完成,則在離開培養(yǎng)條件后盡快完成觀察和測(cè)試。對(duì)于需要長(zhǎng)期觀察的細(xì)胞活動(dòng),應(yīng)考慮將成像設(shè)備放入培養(yǎng)箱,或?qū)⑴囵B(yǎng)皿放在成像設(shè)備上,然后使用微流控制細(xì)胞芯片分析儀進(jìn)行調(diào)整和維持培養(yǎng)條件。

  (MF53-NMSX2拍攝的細(xì)胞劃痕實(shí)驗(yàn)狀態(tài))

  2)不合適的光源可能會(huì)損害細(xì)胞的活性和健康。高能激發(fā)光(如汞燈的紫外線)、高強(qiáng)度光(如共聚焦激光光源)、長(zhǎng)期直射會(huì)影響細(xì)胞的活性和健康,這在傳統(tǒng)的汞燈光源中非常明顯。使用LED冷光燈的寬場(chǎng)熒光顯微鏡進(jìn)行無染色或霍夫曼部署觀察是一種低光源損傷的方案。當(dāng)需要熒光染色時(shí),使用低光毒性的長(zhǎng)波段熒光染料(如cy5)、cy5.5、cy7等。),組合光強(qiáng)盡可能低,激起/顯像時(shí)間盡可能短,也是一種思維方式。

  低光毒性LED光源反映觀察

  3)熒光染料可能會(huì)損害細(xì)胞的健康。熒光染料的毒性和激發(fā)光的光毒性會(huì)使細(xì)胞健康處于不良狀態(tài),通常是DAPI和hoechst,這些染料具有一定的毒性,并使用光毒性紫外線激發(fā)。在這種情況下,建議染色后盡快進(jìn)行測(cè)試,并盡可能縮短測(cè)試時(shí)間。

  4)熒光染料組合不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致圖像不理想。熒光染料不合適或過多會(huì)導(dǎo)致光譜重疊和非特異性染色,增強(qiáng)背景信號(hào),影響熒光成像效果。為了防止此類問題,需要合理選擇染料的類型和數(shù)量,盡量錯(cuò)開發(fā)射波段,選擇合適的染料濾光片,通常使用窄帶發(fā)射濾光片會(huì)有更好的效果。此外,還可以通過添加適量的背景抑制劑來減少背景光。

  5)熒光成像測(cè)試相機(jī)的靈敏度。熒光成像屬于暗光成像。一般來說,顯微鏡相機(jī)可能存在長(zhǎng)時(shí)間成像和高背景噪聲的問題,拍攝的照片很容易粘貼。使用高靈敏度相機(jī)可以減少顯像時(shí)間、光毒性和背景噪聲,這對(duì)紫外成像和紅外成像更為明顯。對(duì)于650nm以上的紅外波段顯像,還需要使用SCMOS研究相機(jī)(黑白),去除藍(lán)色玻璃/IRCF。

  6)焦表面漂移,觀察目標(biāo)在實(shí)驗(yàn)過程中可能因移動(dòng)而失焦。具有自動(dòng)聚焦功能的活細(xì)胞成像儀可以幫助您保持更長(zhǎng)的目標(biāo)聚焦時(shí)間,減少聚焦漂移。此外,在穩(wěn)定的溫度下培養(yǎng)細(xì)胞,保持容器中溶液的體積穩(wěn)定,也有利于處理聚焦漂移問題

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  (1)典型解決方法:倒置熒光顯微鏡MF522-NMC500高靈敏顯微鏡相機(jī)-S/MS23

  倒置熒光顯微鏡可實(shí)現(xiàn)相差觀察、瑩光觀察和明場(chǎng)觀察

  LED冷光,紫外波段獨(dú)立控制,光毒性較低

  可個(gè)性化選擇瑩光通道,實(shí)現(xiàn)各種瑩光信號(hào)觀測(cè)

  可選用高靈敏度相機(jī),弱瑩光信號(hào)捕捉能力強(qiáng),顯像效果優(yōu)異

  (2)研究解決方法:電動(dòng)XYZ倒置熒光顯微鏡MF533-NMC50高精度相機(jī)-SMS23或研究型相機(jī)MSH12/MSH05

  研究級(jí)倒置熒光顯微鏡,高品質(zhì)相映,瑩光和明場(chǎng)顯像,霍夫曼版本

  觸摸屏控制LED冷光,紫外波段獨(dú)立控制,光毒性較低

  濾光片組可自主選擇更換,滿足Fura-2鈣離子探頭等不同熒光染色觀察需求

  三軸高精度電動(dòng)平臺(tái),重復(fù)定位精度1μm,精確定位和自動(dòng)對(duì)焦

  選擇高靈敏度相機(jī)來滿足熒光成像,選擇研究級(jí)相機(jī)來滿足特殊的成像要求,如Cy7染料

  (3)緊湊空間解決方法:活細(xì)胞成像儀(自帶無線相機(jī))

  高度一體化,支持相映式和明場(chǎng)觀察顯像

  LED冷光,紫外波段獨(dú)立控制,光毒性較低

  尺寸小巧輕便,可用于空間狹小細(xì)胞房

  電腦平板電腦可以無線連接相機(jī),防止電纜不便

  可選配自動(dòng)對(duì)焦、瑩光、雙物鏡等升級(jí)配備

  (4)原產(chǎn)品升級(jí)方案:四大品牌顯微鏡LED光源/模塊MC500高精度顯微鏡相機(jī)-S/MS23

  寬光譜大功率LED光源MG-100和四通道光源MG-120可適用于四大品牌的主流熒光顯微鏡,使用更方便,使用壽命更長(zhǎng),紫外線毒性更低

  高靈敏度相機(jī)組合定制接口,可適用于四大品牌主流倒置顯微鏡和倒置熒光顯微鏡


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