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細胞生物學(xué)應該用什么顯微鏡?
來(lái)源:技術(shù)文章    更新時(shí)間:2022-07-22    瀏覽:1714次

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細胞生物學(xué)概念


細胞生物學(xué)是以細胞為研究對象,從細胞的顯微水平、亞顯微水平和分子水平三個(gè)層次,研究細胞結構、功能和生活史。顯微結構一般是指大概輪廓,大的結構,如線(xiàn)粒體,葉綠體,細胞核等,其分辨力大于0.2微米,可在光學(xué)顯微鏡下觀(guān)察;亞顯微結構是更具體的結構,如細胞膜,核膜,內質(zhì)網(wǎng)膜等,其分辨力小于0.2微米,受制于光學(xué)顯微鏡的衍射極限,需用電子顯微鏡才能夠分辨,但電子顯微鏡不適用于活細胞成像,很多應用研究也只需確定該亞顯微物質(zhì)的分布而無(wú)需明確具體結構,因此通??赏ㄟ^(guò)熒光標記等方式使用寬場(chǎng)熒光顯微鏡或共聚焦顯微鏡等進(jìn)行研究。
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明美顯微鏡相機MC50-S下的細胞成像

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顯微成像技術(shù)在細

胞生物學(xué)中的應用

細胞生物學(xué)主要對細胞的生命活動(dòng)進(jìn)行研究,包括生長(cháng)、發(fā)育、繁殖、遺傳、變異、衰老、死亡、代謝、調控、分化等,使用光學(xué)顯微鏡可以進(jìn)行的研究?jì)热萦幸韵聨追N:①生物膜與細胞器;②細胞信號轉導;③細胞骨架體系;④細胞核、染色體及基因表達;⑤細胞增殖及其調控;⑥細胞分化及干細胞;⑦細胞死亡;⑧細胞衰老;⑨細胞工程。
這些研究都基于對細胞顯微水平及亞顯微水平的觀(guān)測:
(1)研究細胞顯微層面的形態(tài)、活動(dòng),如細胞遷移、胞吞、細胞的纖毛和鞭毛運動(dòng)等
細胞一般呈透明狀,未經(jīng)染色的標本或活細胞,適用于相差觀(guān)察,如活細胞培養(劃痕實(shí)驗、遷移實(shí)驗)

(2)細胞亞顯微水平的染色及熒光標記觀(guān)測
細胞亞顯微結構大小一般小于0.2微米,使用光學(xué)顯微鏡無(wú)法觀(guān)測其具體結構,但可利用其結構中的蛋白質(zhì)或核酸等物質(zhì),選擇合適的熒光染料與其結合,通過(guò)熒光顯微鏡觀(guān)測熒光信號從而判斷該物質(zhì)的分布和活動(dòng)。
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MF53-N下的細胞有絲分裂

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顯微成像技術(shù)在細胞

生物學(xué)應用中的挑戰

細胞生物學(xué)成像有以下幾個(gè)難點(diǎn)需要注意:
1)細胞的長(cháng)時(shí)間活性和健康度需要培養條件支持。細胞的活性和健康度需要合適的溫度、濕度和氣體培養條件支持,離開(kāi)了這些條件細胞無(wú)法長(cháng)時(shí)間保持活性。如果觀(guān)察和實(shí)驗可以短時(shí)間完成,那么離開(kāi)培養條件后盡快完成觀(guān)察和實(shí)驗即可。對于需要長(cháng)時(shí)間觀(guān)察的細胞活動(dòng),則需要考慮把成像設備放到培養箱里,或者把培養皿放到成像設備上然后使用微流控細胞芯片分析儀等調節、保持培養條件。
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(MF53-N+MSX2拍攝的細胞劃痕實(shí)驗狀態(tài))

2)不合適的光源可能損傷細胞活性和健康度。高能量的激發(fā)光(如汞燈的紫外線(xiàn))、高強度的光照(如共聚焦的激光光源)、長(cháng)時(shí)間照射,會(huì )影響細胞的活率和健康度,這在傳統汞燈光源中比較明顯。使用LED冷光源的寬場(chǎng)熒光顯微鏡,做無(wú)需染色的相襯或者霍夫曼調制相襯觀(guān)察,是光源性損傷更低的方案,需要熒光染色時(shí)使用低光毒性的的長(cháng)波段熒光染料(如cy5、cy5.5、cy7等),搭配盡可能低的光強和盡可能短的激發(fā)/成像時(shí)間,也是一種思路。
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低光毒性的LED光源相襯觀(guān)察

3)熒光染料可能損傷細胞健康。熒光染料的毒性和激發(fā)光的光毒性會(huì )使細胞健康處于不良的狀態(tài),典型的是DAPI和Hoechst,這些染料有一定的毒性,并且使用有光毒性的紫外光激發(fā),對于這種情況,建議在染色后盡快實(shí)驗,并盡量縮短實(shí)驗時(shí)間。

4)不合適的熒光染料搭配會(huì )導致成像不理想。熒光染料不合適或過(guò)多,會(huì )導致光譜重疊、非特異性染色,背景信號會(huì )增強,影響熒光成像效果。為了避免這種問(wèn)題,需要合理選擇染料的種類(lèi)和數量,盡量錯開(kāi)發(fā)射波段,并針對染料選擇合適的濾光片,通常使用窄帶發(fā)射濾光片會(huì )有更好的效果。另外還可通過(guò)加入適量背景抑制劑減少背景熒光。

5)熒光成像考驗相機的靈敏度。熒光成像屬于弱光成像,普通顯微鏡相機可能會(huì )出現成像時(shí)間長(cháng)、背景噪聲高的問(wèn)題,拍攝的圖片容易糊掉。使用高靈敏度的相機,可以降低成像時(shí)間,減少光毒性影響,并減少背景噪聲,這對于紫外成像和紅外成像來(lái)說(shuō)更加明顯。對于650nm以上的紅外波段成像,還需要用到去除了藍玻璃/IRCF的sCMOS科研級相機(黑白)。

6)焦面漂移,觀(guān)察目標可能會(huì )在實(shí)驗過(guò)程中因移動(dòng)而失焦。具有自動(dòng)聚焦功能的活細胞成像儀,可以幫助您保持更長(cháng)的目標聚焦時(shí)間并減少焦點(diǎn)漂移。另外,將細胞培養在恒定溫度并保持容器中溶液的體積恒定也有助于解決聚焦漂移問(wèn)題


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明美推薦方案

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(1)典型解決方案:倒置熒光顯微鏡MF52-N + 高靈敏度顯微鏡相機MC50-S/MS23
  • 倒置熒光顯微鏡,可實(shí)現相差觀(guān)察、熒光觀(guān)察和明場(chǎng)觀(guān)察
  • LED冷光源,紫外波段單獨控制,光毒性更低
  • 可個(gè)性化選擇熒光通道,實(shí)現多種熒光信號觀(guān)測
  • 可選高靈敏度相機,弱熒光信號捕獲能力強,成像效果優(yōu)異

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(2)研究級解決方案:電動(dòng)X(jué)YZ倒置熒光顯微鏡MF53-N + 高靈敏相機MC50-S/MS23 或 研究級相機MSH12/MSH05
  • 研究級倒置熒光顯微鏡,高質(zhì)量相襯、熒光和明場(chǎng)成像,另有霍夫曼版本
  • 觸屏控制LED冷光源,紫外波段單獨控制,光毒性更低
  • 濾光片組可自主選擇替換,實(shí)現不同熒光染色觀(guān)察需求,如Fura-2鈣離子探針
  • 三軸高精度電動(dòng)平臺,重復定位精度1μm,可精確定位和自動(dòng)對焦
  • 選配高靈敏度相機滿(mǎn)足熒光成像,選配研究級相機滿(mǎn)足特殊成像要求,如Cy7染料

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(3)局促空間解決方案:活細胞成像儀(自帶無(wú)線(xiàn)相機)
  • 高度一體化,支持相襯和明場(chǎng)觀(guān)察成像
  • LED冷光源,紫外波段單獨控制,光毒性更低
  • 尺寸小巧輕便,可用于空間狹小細胞房
  • 可用電腦平板無(wú)線(xiàn)連接相機,避免線(xiàn)材造成不便
  • 可選配自動(dòng)對焦、熒光、雙物鏡等升級配置
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(4)  原有產(chǎn)品升級方案:四大各品牌顯微鏡 + LED熒光光源/模塊 + 高靈敏顯微鏡相機MC50-S/MS23
  • 寬光譜大功率LED熒光光源MG-100和四通道光源MG-120可適配四大各品牌主流熒光顯微鏡,使用更方便,壽命更長(cháng),紫外光毒性更低
  • 奧林巴斯CKX41/CKX53,尼康TS100、徠卡DMIL等倒置顯微鏡都可以用我們的模塊升級為熒光顯微鏡,高性?xún)r(jià)比實(shí)現熒光觀(guān)察功能
  • 奧林巴斯BX53/CX43,尼康E100,徠卡DM500,蔡司Primo Star等正置顯微鏡,可以使用我們的模塊升級為熒光顯微鏡,高性?xún)r(jià)比實(shí)現熒光觀(guān)察功能
  • 高靈敏度相機搭配定制接口,可適配四大各品牌主流倒置顯微鏡和倒置熒光顯微鏡

明美是一家專(zhuān)注顯微成像產(chǎn)品研發(fā)與銷(xiāo)售的高新技術(shù)企業(yè),是中國儀器儀表行業(yè)協(xié)會(huì )光學(xué)分會(huì )理事單位,醫療器械顯微鏡生產(chǎn)及經(jīng)營(yíng)廠(chǎng)家。

公司一直堅持誠信經(jīng)營(yíng),用心服務(wù),提供顯微成像解決方案。為教育、科研、醫藥、工業(yè)檢測等廣大客戶(hù)提供高效、穩定的產(chǎn)品與服務(wù)。

始終以客戶(hù)需求為中心,以品質(zhì)為根本,以創(chuàng )新為方向,推動(dòng)顯微行業(yè)的數字化、電動(dòng)化、智能化,為顯微領(lǐng)域的國產(chǎn)化進(jìn)程貢獻力量。

您若對顯微成像產(chǎn)品有興趣或存在疑惑,明美光電歡迎您咨詢(xún),期待與您相約!




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