顯微鏡熒光光源是生命科學(xué)研究中必備的重要工具
點擊次數(shù):397 更新時間:2023-06-26
一、引言
顯微鏡熒光光源是生命科學(xué)研究中必備的重要工具,其可以通過特定波長下激發(fā)物質(zhì)產(chǎn)生可見或近紅外光來實現(xiàn)對細胞和分子結(jié)構(gòu)的觀察。本文將介紹該技術(shù)的原理及常用類型。
二、技術(shù)原理
顯微鏡熒光光源基于量子力學(xué)和電動力學(xué)等物理學(xué)原理,利用高能量的紫外線或藍色LED激發(fā)某些化合物從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài),并在退回基態(tài)時放出比吸收時更長波長、較弱強度且顏色不同于入射波的熒光。這種現(xiàn)象被稱為“斯托克斯位移”,即入射能量低于出射能量。
三、常用類型
1. 氙燈:氙燈是一種非常亮且穩(wěn)定的白熾燈,在多個波段下都有很好表現(xiàn),適合與濾鏡組合使用以提供透過樣品所需要之特定波段;但由于使用壽命相對較短并存在明眼刺激問題而已得到了漸漸淘汰。
2. 汞氣燈:汞氣燈是一種非常明亮的熒光光源,其在紫外波段下產(chǎn)生很強的激發(fā)能量,可用于多個熒光染料的激發(fā)。但由于含有汞元素具有毒性和環(huán)保隱私等問題而已逐步遭到淘汰。
3. LED 光源:LED 光源因為體積小、功耗低、使用壽命長以及照射穩(wěn)定性好而受到廣泛應(yīng)用。其中藍色 LED 通過配合相應(yīng)濾鏡可以輸出特定波長處需要的入射波長,從而實現(xiàn)顯微觀測。
4. 激光掃描共聚焦顯微鏡(LSCM):LSCM系統(tǒng)包括一個或幾個連續(xù)或脈沖放大器、超快調(diào)Q模式鎖定器、高效能半導(dǎo)體二極管激光和相關(guān)控制電子設(shè)備,主要用于三維成像與表面分析領(lǐng)域中對樣品進行熒光標記并直接利用反射率變化來依據(jù)坐標數(shù)據(jù)得到新型組織結(jié)構(gòu)信息。
四、使用效果
1. 高質(zhì)量成像: 顯微鏡熒光技術(shù)可以提供更高質(zhì)量和更詳細的成像效果,使研究者能夠更清晰實現(xiàn)對分子和生物結(jié)構(gòu)的觀察。
2. 不同探測模式:顯微鏡熒光技術(shù)支持各種不同探測模式。例如在GFP(綠色熒光蛋白)上通過利用激發(fā)波長為488nm的氬離子激光進行直接表達所需信號得出高質(zhì)量動態(tài)影像。
3. 高靈敏度: 顯微鏡熒光技術(shù)具有極高的靈敏度,可以檢測到非常低濃度或小尺寸樣本中存在的分子和結(jié)構(gòu),并提供在其他成像方法下難以看到或完全無法看到之?dāng)?shù)據(jù)信息。
4. 應(yīng)用范圍廣泛: 顯微鏡熒光技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域,在細胞生物學(xué)、遺傳學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、腫瘤研究等方面都有著重要地位。