激光共聚焦顯微鏡非常適合觀察各類生物樣品,其核心優(yōu)勢(shì)在于高分辨率、光學(xué)切片(排除焦平面外雜散光) 以及三維重建能力。它能觀察的生物樣品范圍非常廣泛,主要可以歸納為以下幾類:
1. 固定或活體細(xì)胞(*常用)
固定細(xì)胞:觀察細(xì)胞內(nèi)的特定蛋白質(zhì)、細(xì)胞器(如線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體)、細(xì)胞骨架(微管、肌動(dòng)蛋白)等。通常需要配合熒光標(biāo)記(如免疫熒光、熒光蛋白表達(dá))。
活細(xì)胞:可以實(shí)時(shí)追蹤細(xì)胞內(nèi)的動(dòng)態(tài)過(guò)程,例如:
鈣離子流(用Fluo-4等鈣指示劑)
細(xì)胞膜流動(dòng)性或物質(zhì)內(nèi)吞/外排
細(xì)胞分裂、遷移、凋亡
基因表達(dá)(如GFP標(biāo)記的蛋白動(dòng)態(tài))
注意:活細(xì)胞成像需控制激光功率(避免光毒性和光漂白),并維持合適的培養(yǎng)環(huán)境(溫度、CO?)。

2. 組織切片(厚樣品)
冷凍切片、石蠟切片、振動(dòng)切片等,用于觀察組織不同深度的細(xì)胞形態(tài)、血管分布、神經(jīng)元連接等。
全組織/厚組織成像:配合組織透明化(如iDISCO、CUBIC)或雙光子顯微鏡,甚至可以對(duì)鼠腦、腫瘤塊、斑馬魚幼體等毫米級(jí)厚度的樣品進(jìn)行三維成像。
3. 多細(xì)胞生物體/模式生物
斑馬魚幼體(透明度高,適合整體觀察)
線蟲(透明,適合發(fā)育、神經(jīng)成像)
果蠅幼蟲或成蟲(特定器官、神經(jīng)環(huán)路)
植物根系、葉片表皮(葉綠體自發(fā)熒光、細(xì)胞壁標(biāo)記)
4. 微生物與亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)
細(xì)菌(如熒光標(biāo)記的菌落、生物膜)
酵母(細(xì)胞周期、蛋白定位)
病毒(單病毒顆粒追蹤,需高靈敏度的共聚焦系統(tǒng))
亞細(xì)胞器:通過(guò)特異性熒光探針觀察線粒體、核仁、囊泡、降解體等。
5. 特殊生物樣品類型
三維細(xì)胞培養(yǎng):類器官、球體、支架上的細(xì)胞。
多色標(biāo)記樣本:同時(shí)觀察多個(gè)分子(如4-6種不同熒光染料),通過(guò)多通道掃描和通道疊加分析。
非熒光標(biāo)記但具有自發(fā)熒光的樣品:例如某些植物細(xì)胞、含有色素的細(xì)胞、藻類(葉綠素自發(fā)熒光)、一些膠原組織(如皮膚、軟骨,可能微弱自發(fā)熒光)。
需要滿足的基本條件(樣品準(zhǔn)備要點(diǎn)):
必須具有熒光信號(hào):
直接熒光:標(biāo)記了熒光蛋白(GFP/RFP)或熒光染料(DAPI、FITC、Cy3等)。
間接熒光:通過(guò)免疫熒光(一抗+熒光二抗)、原位雜交(FISH)、熒光探針加載。
自發(fā)熒光:如果樣品本身有較強(qiáng)的自發(fā)熒光(如固定時(shí)殘留的醛類),容易掩蓋信號(hào),通常需要淬滅處理或更換激光波長(zhǎng)。
樣品厚度:共聚焦的穿透深度有限(通常<100-200微米,取決于組織散射和激光功率)。對(duì)于過(guò)厚樣品,需切片或配合透明化處理。
固定與封片:防止樣品漂移和光漂白,需使用防淬滅封片劑(如ProLong Gold、Vectashield)。
透明度:對(duì)于厚組織,需減少光散射,可用透明化試劑(如FocusClear、甘油)或利用雙光子顯微鏡。
活性維持:活細(xì)胞或活體組織需使用專用培養(yǎng)皿(如Glass Bottom Dish、Gas Chamber),并保持生理?xiàng)l件(培養(yǎng)基、溫度、CO?)。
不適合觀察的樣品:
無(wú)熒光信號(hào)、未進(jìn)行染色的透明樣品(如普通未染色的細(xì)胞懸液)——普通光學(xué)顯微鏡或相差顯微鏡即可,共聚焦無(wú)法顯色。
過(guò)厚、不透明且未透明化的組織(如骨頭、完整小鼠大腦皮層)——激光無(wú)法穿透,可用雙光子或多光子顯微鏡。
強(qiáng)光毒性樣品:某些活細(xì)胞在長(zhǎng)時(shí)間高功率掃描下會(huì)死亡。
絕大多數(shù)經(jīng)過(guò)熒光標(biāo)記或具有自發(fā)熒光的生物樣品,從單細(xì)胞到毫米級(jí)組織,都可以用激光共聚焦顯微鏡觀察。 具體的觀察效果取決于樣品的制備質(zhì)量、熒光染料的選擇以及設(shè)備配置。如果有具體的樣品類型(比如你想看哪種細(xì)胞、組織或是否標(biāo)記了某種蛋白),可以進(jìn)一步討論相應(yīng)的準(zhǔn)備和成像策略。