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細(xì)胞生物學(xué)應(yīng)該用什么顯微鏡？

來(lái)源：廣州市明美光電技術(shù)有限公司   2022年07月22日 11:05  

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細(xì)胞生物學(xué)概念


細(xì)胞生物學(xué)是以細(xì)胞為研究對(duì)象，從細(xì)胞的顯微水平、亞顯微水平和分子水平三個(gè)層次，研究細(xì)胞結(jié)構(gòu)、功能和生活史。顯微結(jié)構(gòu)一般是指大概輪廓，大的結(jié)構(gòu)，如線粒體，葉綠體，細(xì)胞核等，其分辨力大于0.2微米，可在光學(xué)顯微鏡下觀察；亞顯微結(jié)構(gòu)是更具體的結(jié)構(gòu)，如細(xì)胞膜，核膜，內(nèi)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(xì)胞成像，很多應(yīng)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(jié)構(gòu)，因此通?？赏ㄟ^(guò)熒光標(biāo)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(jī)MC50-S下的細(xì)胞成像

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顯微成像技術(shù)在細(xì)

胞生物學(xué)中的應(yīng)用

細(xì)胞生物學(xué)主要對(duì)細(xì)胞的生命活動(dòng)進(jìn)行研究，包括生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖、遺傳、變異、衰老、死亡、代謝、調(diào)控、分化等，使用光學(xué)顯微鏡可以進(jìn)行的研究?jī)?nèi)容有以下幾種：①生物膜與細(xì)胞器；②細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)；③細(xì)胞骨架體系；④細(xì)胞核、染色體及基因表達(dá)；⑤細(xì)胞增殖及其調(diào)控；⑥細(xì)胞分化及干細(xì)胞；⑦細(xì)胞死亡；⑧細(xì)胞衰老；⑨細(xì)胞工程。
這些研究都基于對(duì)細(xì)胞顯微水平及亞顯微水平的觀測(cè)：
（1）研究細(xì)胞顯微層面的形態(tài)、活動(dòng)，如細(xì)胞遷移、胞吞、細(xì)胞的纖毛和鞭毛運(yùn)動(dòng)等
細(xì)胞一般呈透明狀，未經(jīng)染色的標(biāo)本或活細(xì)胞，適用于相差觀察，如活細(xì)胞培養(yǎng)（劃痕實(shí)驗(yàn)、遷移實(shí)驗(yàn)）

（2）細(xì)胞亞顯微水平的染色及熒光標(biāo)記觀測(cè)
細(xì)胞亞顯微結(jié)構(gòu)大小一般小于0.2微米，使用光學(xué)顯微鏡無(wú)法觀測(cè)其具體結(jié)構(gòu)，但可利用其結(jié)構(gòu)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(jié)合，通過(guò)熒光顯微鏡觀測(cè)熒光信號(hào)從而判斷該物質(zhì)的分布和活動(dòng)。
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MF53-N下的細(xì)胞有絲分裂

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顯微成像技術(shù)在細(xì)胞

生物學(xué)應(yīng)用中的挑戰(zhàn)

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

2）不合適的光源可能損傷細(xì)胞活性和健康度。高能量的激發(fā)光（如汞燈的紫外線）、高強(qiáng)度的光照（如共聚焦的激光光源）、長(zhǎng)時(shí)間照射，會(huì)影響細(xì)胞的活率和健康度，這在傳統(tǒng)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(diào)制相襯觀察，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(zhǎng)波段熒光染料（如cy5、cy5.5、cy7等），搭配盡可能低的光強(qiáng)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光源相襯觀察

3）熒光染料可能損傷細(xì)胞健康。熒光染料的毒性和激發(fā)光的光毒性會(huì)使細(xì)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(duì)于這種情況，建議在染色后盡快實(shí)驗(yàn)，并盡量縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間。

4）不合適的熒光染料搭配會(huì)導(dǎo)致成像不理想。熒光染料不合適或過(guò)多，會(huì)導(dǎo)致光譜重疊、非特異性染色，背景信號(hào)會(huì)增強(qiáng)，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和數(shù)量，盡量錯(cuò)開發(fā)射波段，并針對(duì)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(yàn)相機(jī)的靈敏度。熒光成像屬于弱光成像，普通顯微鏡相機(jī)可能會(huì)出現(xiàn)成像時(shí)間長(zhǎng)、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(jī)，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(duì)于紫外成像和紅外成像來(lái)說(shuō)更加明顯。對(duì)于650nm以上的紅外波段成像，還需要用到去除了藍(lán)玻璃/IRCF的sCMOS科研級(jí)相機(jī)（黑白）。

6）焦面漂移，觀察目標(biāo)可能會(huì)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中因移動(dòng)而失焦。具有自動(dòng)聚焦功能的活細(xì)胞成像儀，可以幫助您保持更長(zhǎng)的目標(biāo)聚焦時(shí)間并減少焦點(diǎn)漂移。另外，將細(xì)胞培養(yǎng)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(jī)MC50-S/MS23
  • 倒置熒光顯微鏡，可實(shí)現(xiàn)相差觀察、熒光觀察和明場(chǎng)觀察
  • LED冷光源，紫外波段單獨(dú)控制，光毒性更低
  • 可個(gè)性化選擇熒光通道，實(shí)現(xiàn)多種熒光信號(hào)觀測(cè)
  • 可選高靈敏度相機(jī)，弱熒光信號(hào)捕獲能力強(qiáng)，成像效果優(yōu)異

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(2)研究級(jí)解決方案：電動(dòng)XYZ倒置熒光顯微鏡MF53-N + 高靈敏相機(jī)MC50-S/MS23 或 研究級(jí)相機(jī)MSH12/MSH05
  • 研究級(jí)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(dú)控制，光毒性更低
  • 濾光片組可自主選擇替換，實(shí)現(xiàn)不同熒光染色觀察需求，如Fura-2鈣離子探針
  • 三軸高精度電動(dòng)平臺(tái)，重復(fù)定位精度1μm，可精確定位和自動(dòng)對(duì)焦
  • 選配高靈敏度相機(jī)滿足熒光成像，選配研究級(jí)相機(jī)滿足特殊成像要求，如Cy7染料

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(3)局促空間解決方案：活細(xì)胞成像儀（自帶無(wú)線相機(jī)）
  • 高度一體化，支持相襯和明場(chǎng)觀察成像
  • LED冷光源，紫外波段單獨(dú)控制，光毒性更低
  • 尺寸小巧輕便，可用于空間狹小細(xì)胞房
  • 可用電腦平板無(wú)線連接相機(jī)，避免線材造成不便
  • 可選配自動(dòng)對(duì)焦、熒光、雙物鏡等升級(jí)配置
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(4)  原有產(chǎn)品升級(jí)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(jī)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(zhǎng)，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(jí)為熒光顯微鏡，高性價(jià)比實(shí)現(xiàn)熒光觀察功能
  • 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(jí)為熒光顯微鏡，高性價(jià)比實(shí)現(xiàn)熒光觀察功能
  • 高靈敏度相機(jī)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

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

公司一直堅(jiān)持誠(chéng)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(yī)藥、工業(yè)檢測(cè)等廣大客戶提供高效、穩(wěn)定的產(chǎn)品與服務(wù)。

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

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




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