¿Qué problemas de patología vegetal se pueden estudiar mediante microscopía de enfoque láser?
El microscopio de barrido láser confocal (CLSM) es uno de los instrumentos de análisis biomédico celular más avanzados de los tiempos modernos. En la actualidad, la tecnología de microscopía de enfoque de escaneo láser se ha utilizado para estudiar el posicionamiento morfológico de las células, la reorganización de la estructura tridimensional, los procesos de cambio dinámico, etc., y proporciona métodos de investigación prácticos como la medición cuantitativa de la fluorescencia y el análisis cuantitativo de imágenes combinados. Con otras biotecnologías relacionadas, puede lograr resultados morfológicos. Ha sido ampliamente utilizado en los campos de la biología molecular y celular, como la biología, la fisiología, la inmunología y la genética.
1. Medición cuantitativa de fluorescencia en tejidos y células
Escaneo láser ***La microscopía de enfoque puede realizar imágenes de muestras fijas y teñidas con fluorescencia en modos de longitud de onda única, longitud de onda dual o longitud de onda múltiple. Realice la recopilación de datos y el análisis cuantitativo de la fluorescencia enfocada de células y muestras de tejido con una o varias etiquetas. Al mismo tiempo, la muestra se puede mover a lo largo del eje longitudinal para superponer múltiples secciones ópticas para formar una estructura marcada con fluorescencia. tejidos o células. Una imagen general para mostrar la localización precisa de la fluorescencia en la estructura morfológica. A menudo se utiliza para análisis cuantitativos como la hibridación molecular in situ, la observación de la apoptosis de células tumorales y el daño y reparación del ADN a nivel de células vivas individuales.
2. 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. La microscopía de barrido láser ***foco puede medir algunos iones y sustancias de moléculas pequeñas que transmiten información reguladora celular mediante la observación de la transferencia de moléculas de unión entre hendiduras en las células. Esta tecnología se puede utilizar para estudiar los mecanismos y funciones básicos de la comunicación de las uniones gap en procesos como la embriogénesis, el desarrollo reproductivo, la neurobiología y la tumorigénesis. También se puede utilizar para identificar sustancias químicas que son potencialmente tóxicas para las uniones gap.
3. Determinación física y química celular
El microscopio de enfoque de escaneo láser *** puede medir automáticamente parámetros como la forma de la célula, el perímetro, el área, la intensidad promedio de fluorescencia y el número de partículas intracelulares. . Puede cuantificar, caracterizar, cronometrar y localizar el contenido, componentes y distribución de estructuras intracelulares específicas como lisosomas, mitocondrias, retículo endoplásmico, citoesqueleto, proteínas estructurales, ADN, ARN, enzimas y moléculas receptoras.
4. Análisis dinámico de iones de calcio intracelular y valores de pH
La tecnología de microscopía de enfoque de escaneo láser *** es una herramienta eficaz para medir la concentración de varios iones y mostrar su distribución, enfocando. en foco información La discriminación efectiva permite mostrar la distribución de iones a nivel subcelular. Utilizando sondas fluorescentes, la microscopía de enfoque y escaneo láser puede medir el pH intracelular y la concentración y los cambios de varios iones (Ca2+, K+, Na+, Mg2+) en las células vivas. En términos generales, los dispositivos de registro electrofisiológico más la tecnología de cámaras pueden detectar cambios en la cantidad de iones intracelulares con relativa rapidez, pero el valor de la imagen en sí es bajo, mientras que la microscopía de enfoque y escaneo láser puede proporcionar mejores imágenes del calcio en las estructuras subcelulares. de cambios dinámicos en la concentración de iones, que son significativos para estudiar la dinámica intracelular del plasma de calcio.
4. Reconstrucción de imágenes tridimensionales
Los microscopios tradicionales solo pueden formar imágenes bidimensionales. Los microscopios de enfoque con escaneo láser realizan el procesamiento de imágenes escaneando y obteniendo imágenes de diferentes capas de la superficie. La misma muestra en tiempo real. La superposición puede formar una imagen estructural tridimensional de la muestra. Su ventaja es que puede analizar la estructura tridimensional de la muestra, realizar observaciones morfológicas de forma muy flexible e intuitiva y revelar la relación espacial de las estructuras subcelulares.
5. 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 las fluorescentes. Moléculas en células adyacentes no blanqueadas. Las moléculas fluorescentes pueden difundirse en las células blanqueadas a través de uniones en hendidura y la fluorescencia puede recuperarse gradualmente. Los procesos biológicos celulares, como el transporte de proteínas intracelulares, el flujo de receptores en la membrana celular y el ensamblaje de macromoléculas, se pueden analizar observando los cambios en el proceso de recuperación de la fluorescencia de las células que se han sometido a blanqueamiento por fluorescencia.
6. Observación a largo plazo de la migración y el crecimiento celular
La observación de células vivas suele requerir un determinado dispositivo de calentamiento y una cámara de perfusión para mantener la temperatura adecuada del medio de cultivo y el CO2 constante. concentración.
La eficiencia de generación de fotones de los microscopios enfocados de escaneo láser actuales se ha mejorado enormemente, lo que cuando se combina con objetivos más brillantes y tintes menos fototóxicos puede reducir el daño del rayo láser a las células con cada escaneo, y puede usarse durante varias horas a largo plazo. el escaneo puede registrar fenómenos biológicos celulares como la migración y el crecimiento celular.
7. Aplicación en investigación básica sobre biología celular y molecular
El microscopio de enfoque de barrido láser utiliza una aguja de iluminación y un orificio de detección para unir las imágenes, lo que suprime eficazmente el enfoque externo. las imágenes pueden obtener imágenes de cada capa de la muestra por separado, y la función de "sección óptica" de células vivas sin daños también se denomina vívidamente "micro-CT". CLSM también puede realizar análisis de localización, cualitativos, cuantitativos y en tiempo real de la fluorescencia intracelular y extracelular de células individuales o grupos de células adherentes, y analizar componentes intracelulares como mitocondrias, retículo endoplásmico, aparato de Golgi, ADN, ARN, Ca2+, distribución y El contenido de Mg2+, Na+, etc. se mide y se observa dinámicamente, lo que permite que la investigación sobre la estructura y función celular alcance el nivel molecular.
8. Aplicación en la investigación de detección de tumores y fármacos contra el cáncer
Los microscopios ordinarios y los microscopios electrónicos solo pueden realizar análisis cualitativos de antígenos relacionados con tumores, mientras que CLSM puede realizar análisis cualitativos de antígenos relacionados con tumores. marcadores o realizar análisis cuantitativos de fluorescencia altamente reproducibles de células multimarcadas, muestras de tejido y células vivas para cuantificar la expresión de antígenos, las características estructurales de las células tumorales y los efectos y mecanismos de los fármacos antitumorales.
9. Aplicación en investigación en hematología e inmunología médica
Microscopía enfocada con escaneo láser *** para observar células y sistemas inmunes, como células dendríticas, monocitos. Al detectar el sistema fagocítico, natural. células asesinas y linfocitos, puede identificar eficazmente la naturaleza de las células inmunes mientras las localiza con precisión.
10. Aplicación en cerebro y neurociencia
Escaneo láser*** El escaneo en capas con microscopio enfocado encontró que la estructura interna de los axones nerviosos tiene buena continuidad. La dirección normal de los axones nerviosos en el tejido del tronco encefálico se puede observar con un microscopio de barrido láser, que puede eliminar algunos artefactos patológicos causados por esto bajo un microscopio de fluorescencia. Además, 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 comunes mediante la aplicación de CLSM.
11. Aplicación en la investigación oftálmica
Utilizando un microscopio de enfoque con escaneo láser ***, se pueden observar los cambios estructurales y patológicos del cristalino, la córnea, la retina, el iris y el cuerpo ciliar.
12. Aplicación en el campo de la investigación ortopédica
El estado actual de la aplicación del microscopio de enfoque con escaneo láser *** en el campo de la investigación ortopédica muestra que el CLSM es útil para observar las células óseas. investigación de morfología, células óseas La interacción entre proteínas específicas (osteocalcina) y células óseas tiene ventajas significativas.