激光掃描共聚焦顯微鏡在生物及醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用
激光掃描共聚焦顯微鏡(LSCM,LaserScanningConfocalMicroscope)已成為一項應(yīng)用十分廣泛的重要科研工具。
在生物及醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用:
隨著激光共聚焦掃描技術(shù)的不斷發(fā)展和完善,LSCM在生物學(xué)及醫(yī)學(xué)相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛和深入,已經(jīng)滲透到分子生物學(xué)、基因組學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、病毒學(xué)、細(xì)菌學(xué)、組織生物學(xué)、胚胎學(xué)、免疫學(xué)、病理學(xué)、流行病學(xué)、皮膚病學(xué)、腫瘤等相關(guān)分支領(lǐng)域。通過它可以直接觀測到細(xì)胞形態(tài)學(xué)的組織、細(xì)胞之間的相互作用、細(xì)胞的光學(xué)老化過程、紫外光對細(xì)胞的作用、細(xì)胞對過敏和刺激作用的反應(yīng)、真菌感染、組織微環(huán)境、傷口的愈合和組織重建、藥物擴散等現(xiàn)象。LSCM可很好地補充或替代許多操作繁瑣的實驗技術(shù)對植物組織細(xì)胞進行觀察。Christensen(1997)利用LSCM快速準(zhǔn)確地觀察擬南芥雌配子體的發(fā)育,朱東姿等(2014)學(xué)者研究出利用LSCM觀察薔薇科植物雌配子體發(fā)育的方法,代替了繁瑣的石蠟切片法以甜櫻桃為例,將其胚囊用戊二醛固定,脫水透明后直接用LSCM觀察,用488nm激光激發(fā)后,細(xì)胞核和核仁有很強的自發(fā)熒光,細(xì)胞質(zhì)液泡則沒有自發(fā)熒光,因此根據(jù)胚囊內(nèi)核的數(shù)量、位置、大小,液泡的有無、位置等可以很清楚地觀察雌配子體的發(fā)育時期。
酶與底物結(jié)合是木質(zhì)素酶法水解的一步,是生物煉制的關(guān)鍵過程,Budi等(2015)利用LSCM和比率計方法相結(jié)合來研究熒光標(biāo)記的纖維二糖水解酶和內(nèi)切葡聚糖酶與濾紙纖維的結(jié)合情況,建立了評估和量化多種纖維素酶對于細(xì)胞壁周圍環(huán)境的脫位情況分析的方法,其觀察結(jié)果支持纖維斷裂在混亂的初始階段水解主要是由于機械故障而非由于快速降解的假設(shè)。
LSCM非侵入式微觀成像模式為腫瘤及炎癥等體內(nèi)組織病變評價提供了便利,被廣泛應(yīng)用于臨床實踐。Ma等(2015)利用LSCM對各種非典型皮膚病進行了診斷,盡管參與實驗的6例患者沒有典型的臨床表現(xiàn),但LSCM可以檢測他們的病理變化特點,幫助把他們從其他臨床實踐疾病中區(qū)分出來,并且操作簡單方便,可快速給出檢查報告,無痛無創(chuàng),減輕了病人的痛苦,避免了傳統(tǒng)組織病理學(xué)活檢帶來的創(chuàng)傷。虹膜在眼部生理和疾病的發(fā)病機制中扮演著重要角色,但非侵入式的體內(nèi)虹膜超微結(jié)構(gòu)研究在技術(shù)上是一大挑戰(zhàn),Li等(2016)利用LSCM對31位虹膜粘連但角膜透明的病人的進行了檢查,觀察到類樹干狀結(jié)構(gòu)、樹枝/灌木狀結(jié)構(gòu)、果實特征結(jié)構(gòu)、上皮狀結(jié)構(gòu)、深層結(jié)構(gòu)等一些可能的結(jié)構(gòu)變異,同時發(fā)現(xiàn)顏料粒子的減少可能會導(dǎo)致廷德爾的積極現(xiàn)象。
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