光學顯微鏡觀察方式大盤點：熒光

時間：2024年07月31日

光學顯微鏡觀察方式大盤點：熒光

一、熒光（Fluorescence，F(xiàn)L）

熒光是一種光致發(fā)光現(xiàn)象。人類發(fā)現(xiàn)光致發(fā)光（熒光、磷光）現(xiàn)象的歷史非常久遠，在20世紀90年代隨著科學家將綠色熒光蛋白（GFP）成功的在細胞中表達出來后，熒光觀察方式在生物學的顯微研究中得到廣泛應用，目前熒光顯微鏡已成為各實驗室的標配成像設(shè)備。

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明美多重熒光掃描儀MES200拍攝的全景小鼠腦片

（1）成像原理

某些分子能吸收特定波長的光線，然后再發(fā)射出更長波長的光線，這種分子稱為熒光團，這種光致發(fā)光現(xiàn)象稱為熒光現(xiàn)象。光譜波長從短到長，顏色分別是“紫外-紫-藍-綠-黃/橙-紅-紅外”，短波長激發(fā)可以激發(fā)長波長發(fā)射，比如紫外激發(fā)藍色發(fā)射，藍光激發(fā)綠色發(fā)射。

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落射熒光觀察方式光路圖

在熒光顯微鏡中，通常使用熒光染料或轉(zhuǎn)染技術(shù)，將熒光團結(jié)合到目標組織或細胞器等結(jié)構(gòu)上，再用熒光顯微鏡激發(fā)觀察，從而實現(xiàn)高特異性、高靈敏度觀察。

（2）關(guān)鍵部件

熒光觀察需要一個特殊的模塊，用于提供熒光激發(fā)和發(fā)射光過濾，通常稱為熒光臂或熒光模塊，內(nèi)含兩個關(guān)鍵部件：熒光光源和激發(fā)塊。另外效果還會受到熒光臂視場光闌等細節(jié)設(shè)計影響。

①熒光光源：用于提供熒光激發(fā)光，核心規(guī)格是光譜特征波長，要求能覆蓋染料的激發(fā)特征波長，并提供足夠光強。汞燈、氙燈、金屬鹵素燈、LED熒光光源都能滿足核心規(guī)格，目前在開關(guān)性能、使用壽命、光強可控性和免維護等方面比較有優(yōu)勢的是LED熒光光源，如明美的MG-120四通道光源。

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明美LED熒光光源

②熒光激發(fā)塊：一組激發(fā)塊由激發(fā)濾光片、發(fā)射濾光片和二向分光鏡組成，一臺熒光顯微鏡可能有多組激發(fā)塊，作用是篩選特定的激發(fā)光和發(fā)射光，透過目標熒光信號。核心規(guī)格是光譜波長參數(shù)，其波長參數(shù)與熒光染料匹配度會影響熒光觀察效果，匹配不佳會帶來更多背景雜訊、更低的信噪比。

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激發(fā)塊：包含激發(fā)濾光片、發(fā)射濾光片、二向分光鏡

③熒光臂/熒光模塊：用來安裝熒光光源和激發(fā)塊的載體，核心規(guī)格是通道數(shù)和光源接口，影響配件適配和擴展性。傳統(tǒng)設(shè)計采用轉(zhuǎn)盤式熒光模塊，通道數(shù)較多，可以自主升級替換激發(fā)塊，帶光源接口，需要搭配熒光光源燈箱使用，另外會有視場光闌、孔徑光闌，以便調(diào)中燈箱等操作。

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明美六孔轉(zhuǎn)盤式熒光模塊，適配四大品牌

明美數(shù)顯LED熒光模塊相當于傳統(tǒng)熒光臂加上熒光光源的組合，其熒光光源采用內(nèi)置設(shè)計，熒光波長和激發(fā)塊聯(lián)動切換，并提供數(shù)顯屏幕直觀呈現(xiàn)光強和通道信息，尺寸小巧使用方便，有正置、倒置和體視三種形態(tài)，適配四大品牌主流無限遠光學顯微鏡。

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