激光扫描共聚焦显微镜技术的特点
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激光扫描共聚焦显微镜技术
激光扫描共聚焦显微镜技术
Laser Scanning Confocal Microscope
——基础篇 李治国
细胞的内在生活 显微镜的发展史
没有显微镜就不可能有细胞学诞生。
1590年,荷兰眼镜制造商J和Z.Janssen父子制作了第一台复式显微镜。
1665年,英国人Robert Hook首次描述了植物细胞(木栓),命名为cella。
1680年,荷兰人A.van Leeuwenhoek成为皇家学会会员,他一生中制作了200多台显微镜和400多个镜头,用设计较好的显微镜观察了许多动植物的活细胞与原生动物。
Made by A.van Leeuwenhoek (1632-1723). Magnification ranges at 50-275x. 显微镜的最重要参数 ——分辨力
显微镜物象是否清楚不仅决定于放大倍数,还与显微镜的分辨力(resolution)有关。
分辨率是指区分开两个质点间的最小距离 各种显微镜的分辨能力
光学显微镜(light microscopy)0.2μm
电子显微镜 (Electro microscopy) 0.2nm
激光共聚焦扫描显微镜操作规程
激光共聚焦扫描显微镜操作规程
一.
开机程序
1.开启总电源,确认所有仪器电源状态正常工作
2.开启电脑,双击桌面上的LSM510图标,开启显微镜。 3.在初始平面上点击Start Expert Mode 键开启专家拍摄模式。 4.在主菜单中点击File New键,建立新的数据库。 二.
软件拍摄
1.在主菜单上点击Acquire Laser键,开启需要使用的激光 2.在主菜单上点击VIS键,开启显微镜观察模式 3.把需要观察的玻片放到载物台上选择需要观察的平面 4.在主菜单上点击LSM键,开启进入显微镜激光扫描模式 5.在主菜单上点击Config键,选择所需要扫描的模式及参数 6.在主菜单上点击Scan Find键,进行图像参数自动校正 7.在Scan子菜单下点击Fast X键,进行层面选择
8.在连续扫描中调节放大器增益、补偿;激光强度等图像参数来优化图像 9.点击图像子菜单上的Save键存储优化好的图像 三.
关机程序
1.完成所有操作后,关掉激光开关,冷却5分钟后,点击主菜单上Exit键,退出所有程序 2.关闭电脑 3.关闭电源
ZEISS 510 META二维扫描程序
1. 在Acquire → config → 确定扫描所需的波
共聚焦激光扫描荧光显微镜扫描系统研制
为适应三维光学微细加工及三维光学信息存储研究的需要,研制了共聚焦激光扫描荧光显微镜的工作台式扫描系统,扫描范围138μm×138μm。
第10卷 第6期2002年12月
Dec. 2002OpticsandPrecisionEngineering
光学 精密工程
Vol.10 No.6
文章编号 1004-924X(2002)06-0582-06
共聚焦激光扫描荧光显微镜扫描系统研制
周拥军,陈德强,黄文浩,夏安东
1
1
1
1,2
(1.中国科学技术大学精密机械及精密仪器系,安徽合肥230026;
2.中国科学院化学所分子反应动力学实验室,北京100800)
摘要:为适应三维光学微细加工及三维光学信息存储研究的需要,研制了共聚焦激光扫描荧光显微镜的
工作台式扫描系统,扫描范围138μm×138μm。工作台采用压电陶瓷驱动器(PZTactuator)驱动的方式来获得高分辨率的位移,采用带柔性铰链的杠杆放大装置来获得较大的位移范围。描述了工作台的工作原理,并对其静态和动态性能进行了测试,实验表明这一扫描系统能很好的应用于共聚焦激光扫描荧光显微镜系统。关 键 词:共焦显微镜;压电陶瓷驱动器;柔性铰链中图分类号:TH742.64
激光共聚焦显微镜
胰腺细胞悬浮液样品 适当离心后加入荧光染色剂,用专业的细胞培养皿,中间凹陷,可在激光共聚焦载物台上拍片,扫描,观察钙离子变化情况
目的:监测细胞胞浆中游离钙的动态变化
原理:正常细胞内游离钙浓度[Ca2+]i为0.1 umol/L,胞外钙离子浓度为
1.2-1.3 mmol/L,相差达10000倍。胞外钙内流和胞内钙库动员形成的钙震荡(钙峰或钙波)在各种生理过程中起重要作用;病理状态下细胞内钙超负荷将造成一系列代谢紊乱,直至细胞坏死或凋亡;钙离子通道阻断剂已广泛应用于临床。显而易见,测定[Ca2+]在生理学、病理学和药理学等研究工作中均具有重要意义。
Fluo-3/AM等钙离子荧光染料以脂溶性的乙酰甲氧基酯(AM酯)的形式导入细胞,在胞内水解酶的的作用下水解成游离酸,与钙离子的结合物在激发光作用下能产生特异的荧光。荧光信号的强弱随钙离子浓度的变化而变化。
方法:
1.预先用二甲基亚砜(DMSO)将Fluo-3/AM配制为1 mmol/L原液,-20℃避光保存。F127用DMSO配制成20%溶液(W/V)。用无血清无酚红培养液将Fluo-3/AM稀释成终浓度为10 umol/L,并加入0.1%的Pluronic
F-127备用。
2.移去培养皿中的原培养液,用
激光共聚焦显微镜
胰腺细胞悬浮液样品 适当离心后加入荧光染色剂,用专业的细胞培养皿,中间凹陷,可在激光共聚焦载物台上拍片,扫描,观察钙离子变化情况
目的:监测细胞胞浆中游离钙的动态变化
原理:正常细胞内游离钙浓度[Ca2+]i为0.1 umol/L,胞外钙离子浓度为
1.2-1.3 mmol/L,相差达10000倍。胞外钙内流和胞内钙库动员形成的钙震荡(钙峰或钙波)在各种生理过程中起重要作用;病理状态下细胞内钙超负荷将造成一系列代谢紊乱,直至细胞坏死或凋亡;钙离子通道阻断剂已广泛应用于临床。显而易见,测定[Ca2+]在生理学、病理学和药理学等研究工作中均具有重要意义。
Fluo-3/AM等钙离子荧光染料以脂溶性的乙酰甲氧基酯(AM酯)的形式导入细胞,在胞内水解酶的的作用下水解成游离酸,与钙离子的结合物在激发光作用下能产生特异的荧光。荧光信号的强弱随钙离子浓度的变化而变化。
方法:
1.预先用二甲基亚砜(DMSO)将Fluo-3/AM配制为1 mmol/L原液,-20℃避光保存。F127用DMSO配制成20%溶液(W/V)。用无血清无酚红培养液将Fluo-3/AM稀释成终浓度为10 umol/L,并加入0.1%的Pluronic
F-127备用。
2.移去培养皿中的原培养液,用
激光共聚焦显微镜的原理与应用范围讲解
激光共聚焦显微镜的原理与应用范围
激光扫描共聚焦显微镜是采用激光作为光源,在传统光学显微镜基础上采用共轭聚焦原理和 装置,并利用计算机对所观察的对象进行数字图象处理的一套观察、分析和输出系统。把光学成像的分辨率提高了30%~40%,使用紫外或可见光激发荧光探针,从而得到细胞或组织内部微细结构的荧光图像,在亚细胞水平上观察生理信号及细胞形态的变化,成为形态学,分子生物学,神经科学,药理学,遗传学等领域中新一代的研究工具。
1 激光扫描共聚焦显微镜(LSCM )的原理
从基本原理上讲, 共聚焦显微镜是一种现代化的光学显微镜, 它对普通光镜从技术上作了以下几点改进:
1.1用激光做光源因为激光的单色性非常好, 光源波束的波长相同, 从根本上消除了色差。
1. 2采用共聚焦技术在物镜的焦平面上放置了一个当中带有小孔的挡板, 将焦平面以外的杂散光挡住, 消除了球差; 并进一步消除了色差
1. 3采用点扫描技术将样品分解成二维或三维空间上的无数点, 用十分细小的激光束(点光源 逐点逐行扫描成像, 再通过微机组合成一个整体平面的或立体的像。而传统的光镜是在场光源下一次成像的, 标本上每一点的图像都会受到相邻点的衍射光和散射光的干扰。这两种图像的清晰度和精密
环境扫描电子显微镜的成像特点
sem成像原理
福建分析测试
1719
环境扫描电子显微镜的成像特点
郑春明,周巧琴,蔡传荣
(福州大学中心实验室,福建福州
350002)
摘要环境扫描电子显微镜(EsEM)中所指的环境并非真正意义上的大气环境(760Torr),与传统扫描电子显微镜(SEM)样品室高真空度相比,EsEM样品室的真空度可以很低(约达20Torr)。EsEM是在传统的sEM样品室中多一个GsED探头,因此,它在传统的SEM基础上增添了新的功能。其主要的特点是,可以观察含适量水分的样品和非导体材料样品,比如植物的叶片、动物中的昆虫、作物的籽粒口]、含结晶水的固体材料等。关键词环境扫描电镜;气体二次电子探头
CharacteristicofimaginginenVironmentalscanningelecrronmicroscope
ZhengChunming,Zhou
Qiaoqin,CaiChuanrong
(CenseI。atioratorp,FuzhouUniversity.Fuzhou.
Fujian,
350002)
Abstract
Theenvironmentofenvironmentalscanningelectronmicroscopedoesnot
reallymeant
扫描隧道显微镜 -
STM的原理及其应用
摘要:近年来,人类在纳米科技领域内的研究取得了引人瞩目的成就。而扫描隧道显微镜(STM)是纳米科技发展的重要基础。STM系统的出现首次成功实现了对原子实际空间图像的观察,促进了人类对微观领域的认知,推动了纳米科技的发展。本文主要介绍了STM的原理、系统结构极其应用。
1 扫描隧道显微镜(STM)的概述[1,2,3]
1.1 扫描隧道显微镜(STM)的发展
1982年,国际商业机器公司苏黎世实验室的葛·宾尼(Gerd Binnig)博士和海·罗雷尔(Heinrich Rohrer)博士及其同事们共同研制成功了世界第一台新型的表面分析仪器——扫描隧道显微镜(Scanning Tunneling Microscope,以下简称 STM)。它的出现,使人类第一次能够实时地观察单个原子 在物质表面的排列状态和与表面电子行为有关的物理、化学 性质,在表面科学、材料科学、生命科学等领域的研究中有着重大的意义和广阔的应用前景,被国际科学界公认为八十年代世界十大科技成就之一,为表彰STM的发明者们对科学研究的杰出贡献,1986年宾尼和罗雷尔被授予诺贝尔物理学奖。而在1988年,白春礼成功研制了国内第一台计算机控制、有数据分析和图像处理系统
环境扫描电子显微镜的成像特点
sem成像原理
福建分析测试
1719
环境扫描电子显微镜的成像特点
郑春明,周巧琴,蔡传荣
(福州大学中心实验室,福建福州
350002)
摘要环境扫描电子显微镜(EsEM)中所指的环境并非真正意义上的大气环境(760Torr),与传统扫描电子显微镜(SEM)样品室高真空度相比,EsEM样品室的真空度可以很低(约达20Torr)。EsEM是在传统的sEM样品室中多一个GsED探头,因此,它在传统的SEM基础上增添了新的功能。其主要的特点是,可以观察含适量水分的样品和非导体材料样品,比如植物的叶片、动物中的昆虫、作物的籽粒口]、含结晶水的固体材料等。关键词环境扫描电镜;气体二次电子探头
CharacteristicofimaginginenVironmentalscanningelecrronmicroscope
ZhengChunming,Zhou
Qiaoqin,CaiChuanrong
(CenseI。atioratorp,FuzhouUniversity.Fuzhou.
Fujian,
350002)
Abstract
Theenvironmentofenvironmentalscanningelectronmicroscopedoesnot
reallymeant
扫描电子显微镜的应用
扫描电子显微镜的应用
项目二 扫描电子显微镜的应用
I、项目简介
目前扫描电子显微镜的应用几乎渗透到各个领域,而应用最多的是冶金、矿
物、半导体材料、生物医学、物理、化学等学科。KYKY-1000B扫描电子显微镜
在电子光学、样品室、电子探测和显示系统方面集中了许多现代电镜设计中的优
点,操作容易,维护方便。通过对KYKY-1000B扫描电子显微镜的研究,掌握
和了解扫描电子显微镜的工作原理,结构及其操作,为学生今后使用这一类型设
备打下良好的基础。
[项目对象]
本项目主要面向理、工、农、林各专业。
[项目目的]
1.理解扫描电子显微镜的工作原理及其优点。
2.理解扫描电子显微镜的内部构造。
3.掌握扫描电子显微镜的基本操作。
[项目任务]
1.了解扫描电子显微镜的各个部件的功能。
2.熟练操作扫描电子显微镜,并进行样品扫描观察。
3.使用扫描电子显微镜进行样品照片拍摄。
4、冲洗、放大照片。
[项目成果要求]
对样品进行扫描并冲洗、放大样品的扫描照片。最后总结并撰写项目论文
完成该项目(论文含实验成果——扫描照片)。
扫描电子显微镜的应用
II、实验讲义
扫描电子显微镜早在1935年便已被提出来了。1942年,英国首先制成一台实验室用的
扫描电镜,但由于成像的分辨率很差,照相时间太长,所