Aplicaciones del microscopio de enfoque y escaneo láser
Medidas cuantitativas de fluorescencia en tejidos y células
Escaneo láser* * *La microscopía de enfoque puede recopilar datos de muestras fijas y teñidas con fluorescencia en modos de longitud de onda única, doble o múltiple y analizar cuantitativamente el enfoque. fluorescencia de muestras de tejidos y células marcadas con una o varias etiquetas. Al mismo tiempo, también puede superponer múltiples secciones ópticas moviendo la muestra a lo largo del eje longitudinal para formar una imagen general de la estructura marcada fluorescentemente en el tejido o célula, mostrando así la ubicación precisa de la fluorescencia en la estructura morfológica. A menudo se utiliza para el análisis cuantitativo de la hibridación molecular in situ, la observación de la apoptosis de las células tumorales y el daño y la reparación del ADN a nivel de células vivas individuales.
Investigación sobre la comunicación intercelular
La comunicación intercelular mediada por uniones gap en células animales y vegetales juega un papel importante en la proliferación y diferenciación celular. El escaneo láser* * *La microscopía enfocada puede medir algunos iones y moléculas pequeñas que transmiten información reguladora celular al observar la transferencia de moléculas de unión gap en las células. Esta tecnología se puede utilizar para estudiar los mecanismos y funciones básicos de la comunicación de las uniones hendidas durante la embriogénesis, el desarrollo reproductivo, la neurobiología, la tumorigénesis, etc., y también se puede utilizar para identificar sustancias químicas que son potencialmente tóxicas para las uniones hendidas.
Determinación física y química de las células
Escaneo láser* * *El microscopio de enfoque puede medir automáticamente la forma, el perímetro, el área, la intensidad promedio de fluorescencia y el número de partículas en la célula. Puede usarse para determinar cuantitativa, cualitativamente, oportuna y posicionalmente el contenido, la composición y la distribución de estructuras intracelulares específicas como lisosomas, mitocondrias, retículo endoplásmico, citoesqueleto, proteínas estructurales, ADN, ARN, enzimas y moléculas receptoras.
Análisis dinámico de iones de calcio intracelular y pH
Escaneo láser* * *La tecnología de microscopía de enfoque es una herramienta eficaz para medir la concentración de varios iones y mostrar su distribución. La diferenciación eficiente de la información enfocada permite mostrar la distribución de iones a nivel subcelular. Utilizando sondas fluorescentes y microscopía de enfoque láser * * *, es posible medir el valor del pH dentro de una sola célula y la concentración y los cambios de varios iones (Ca2+, K+, Na+, Mg2+) en células vivas. En términos generales, los dispositivos de registro electrofisiológico y la tecnología de cámaras pueden detectar cambios en la cantidad de iones intracelulares con relativa rapidez, pero la imagen en sí tiene poco valor. La microscopía de enfoque con barrido láser puede proporcionar mejores imágenes de los cambios dinámicos en la concentración de iones de calcio en las estructuras subcelulares, lo cual es de gran importancia para estudiar la dinámica intracelular del plasma de iones de calcio.
Reconstrucción de imágenes tridimensionales
Los microscopios tradicionales sólo pueden formar imágenes bidimensionales, mientras que los microscopios de enfoque y escaneo láser pueden formar la misma muestra escaneando e imaginando diferentes capas en tiempo real y superponiendo las imágenes de la estructura tridimensional. Su ventaja es que puede analizar la estructura tridimensional de la muestra, observar la morfología de forma flexible e intuitiva y revelar la relación espacial de las estructuras subcelulares.
Tecnología de recuperación del blanqueo por fluorescencia
El principio de este método es que las moléculas fluorescentes de una célula se blanquean o apagan mediante láser y pierden su capacidad de emitir luz, mientras que la fluorescencia de las células adyacentes células no blanqueadas Las moléculas pueden difundirse en las células blanqueadas a través de uniones en hendidura y la fluorescencia puede recuperarse gradualmente. Al observar cambios en el proceso de recuperación de la fluorescencia de las células sometidas a blanqueamiento por fluorescencia, se pueden analizar procesos biológicos celulares como el transporte de proteínas intracelulares, el flujo de receptores en la membrana celular y el ensamblaje de macromoléculas.
Observación a largo plazo de la migración y el crecimiento celular
La observación de células vivas suele requerir ciertos dispositivos de calentamiento y cámaras de perfusión para mantener la temperatura adecuada del medio de cultivo y una concentración de CO2 constante. En la actualidad, la eficiencia de generación de fotones de los microscopios de enfoque y escaneo láser ha mejorado considerablemente. Combinado con una lente objetivo más brillante y tintes menos fototóxicos, el rayo láser puede reducir el daño a las células durante cada escaneo y puede usarse para escaneos a largo plazo de varias horas para registrar la migración celular, el crecimiento y otros fenómenos biológicos celulares.
Aplicación en la investigación básica de biología celular y molecular
Escaneo láser* * *El microscopio de enfoque utiliza una aguja de iluminación y un orificio de detección* * Las capas se visualizan individualmente. La función de "sección óptica" que no daña las células vivas también se denomina "micro-CT". CLSM también puede realizar localización, análisis cualitativo, cuantitativo y en tiempo real de la fluorescencia intracelular y extracelular de células individuales o grupos de células adheridas, y analizar mitocondrias, retículo endoplásmico, aparato de Golgi, ADN, ARN, Ca2+, Mg2+, Na+ y otras células. La distribución y el contenido de los componentes internos se miden y se observan dinámicamente. , permitiendo el estudio de la estructura y función celular hasta alcanzar el nivel molecular.
Aplicación en la investigación de detección de tumores y fármacos anticancerígenos
Los microscopios comunes y los microscopios electrónicos solo pueden analizar cualitativamente antígenos asociados a tumores, mientras que CLSM puede analizar cuantitativamente los antígenos de una o varias etiquetas. células, muestras de tejido y células vivas, con buena reproducibilidad, analizando así cuantitativamente la expresión de antígenos, las características de la estructura celular de las células tumorales y los efectos y mecanismos de los fármacos antitumorales.
Aplicaciones en hematología e investigación en inmunología médica
Al observar células y sistemas inmunes, como células dendríticas, sistema monocito-fagocítico, células asesinas naturales y linfocitos, escaneo láser* *microscopía enfocada Puede localizar células con precisión e identificar eficazmente la naturaleza de las células inmunes.
Aplicaciones en el cerebro y la neurociencia
Escaneo láser* * *El escaneo en capas con microscopio enfocado encontró que la estructura interna de los axones nerviosos es continua. La microscopía de enfoque con barrido láser puede observar la dirección normal de los axones nerviosos en el tejido del tronco encefálico y puede eliminar algunos artefactos patológicos causados por la microscopía de fluorescencia. El microscopio de enfoque * * * de escaneo láser puede observar la estructura tridimensional de los axones nerviosos, por lo que es posible observar lesiones sutiles del tejido neural que no se pueden encontrar con los microscopios ópticos ordinarios de CLSM [11].
Aplicación en investigación oftálmica
Los cambios estructurales y patológicos del cristalino, córnea, retina, iris y cuerpo ciliar se pueden observar a través de un microscopio de enfoque y barrido láser [12].
Aplicación en el campo de la investigación ortopédica
Escaneo láser* * *La aplicación del microscopio de enfoque en el campo de la investigación ortopédica muestra que CLSM es útil para observar la morfología de las células óseas y Las proteínas específicas de las células óseas (osteocalcina) y la interacción entre las células óseas tienen ventajas obvias.