激光扫描共聚焦显微镜在生物及医学研究中的应用

在生物及医学研究中的应用

      随着激光共聚焦扫描技术的不断发展和完善，LSCM 在生物学及医学相关领域的应用越来越广泛和深入，已经渗透到分子生物学、基因组学、细胞生物学、病毒学、细菌学、组织生物学、胚胎学、免疫学、病理学、流行病学、皮肤病学、肿瘤等相关分支领域。通过它可以直接观测到细胞形态学的组织、细胞之间的相互作用、细胞的光学老化过程、紫外光对细胞的作用、细胞对过敏和刺激作用的反应、真菌感染、组织微环境、伤口的愈合和组织重建、药物扩散等现象。LSCM 可很好地补充或替代许多操作繁琐的实验技术对植物组织细胞进行观察。Christensen(1997)利用 LSCM 快速准确地观察拟南芥雌配子体的发育，朱东姿等(2014)学者研究出利用 LSCM 观察蔷薇科植物雌配子体发育的方法，代替了繁琐的石蜡切片法以甜樱桃为例，将其胚囊用戊二醛固定，脱水透明后直接用 LSCM 观察，用 488nm 激光激发后，细胞核和核仁有很强的自发荧光，细胞质液泡则没有自发荧光，因此根据胚囊内核的数量、位置、大小，液泡的有无、位置等可以很清楚地观察雌配子体的发育时期。

      酶与底物结合是木质素酶法水解的第一步，是生物炼制的关键过程，Budi 等(2015)利用 LSCM 和比率计方法相结合来研究荧光标记的纤维二糖水解酶和内切葡聚糖酶与滤纸纤维的结合情况，建立了评估和量化多种纤维素酶对于细胞壁周围环境的脱位情况分析的方法，其观察结果支持纤维断裂在混乱的初始阶段水解主要是由于机械故障而非由于快速降解的假设。

      LSCM 非侵入式微观成像模式为肿瘤及炎症等体内组 织病变评价提供了便利，被广泛应用于临床实践。Ma 等 (2015)利用 LSCM 对各种非典型皮肤病进行了诊断，尽管参与实验的 6 例患者没有典型的临床表现，但 LSCM 可以检测他们的病理变化特点，帮助把他们从其他临床实践疾病中区分出来，并且操作简单方便，可快速给出检查报告，无痛无创，减轻了病人的痛苦，避免了传统组织病理学活检带来的创伤。虹膜在眼部生理和疾病的发病机制中扮演着重要角色，但非侵入式的体内虹膜超微结构研究在技术上是一大挑战，Li 等(2016)利用 LSCM 对 31 位虹膜粘连但角膜透明的病人的进行了检查，观察到类树干状结构、树枝 /灌木状结构、果实特征结构、上皮状结构、深层结构等一些可能的结构变异，同时发现颜料粒子的减少可能会导致廷德尔的积极现象