激光掃描共聚焦顯微鏡在生物及醫學研究中的應用

在生物及醫學研究中的應用

      隨著激光共聚焦掃描技術的不斷發展和完善，LSCM 在生物學及醫學相關領域的應用越來越廣泛和深入，已經滲透到分子生物學、基因組學、細胞生物學、病毒學、細菌學、組織生物學、胚胎學、免疫學、病理學、流行病學、皮膚病學、腫瘤等相關分支領域。通過它可以直接觀測到細胞形態學的組織、細胞之間的相互作用、細胞的光學老化過程、紫外光對細胞的作用、細胞對過敏和刺激作用的反應、真菌感染、組織微環境、傷口的愈合和組織重建、藥物擴散等現象。LSCM 可很好地補充或替代許多操作繁瑣的實驗技術對植物組織細胞進行觀察。Christensen(1997)利用 LSCM 快速準確地觀察擬南芥雌配子體的發育，朱東姿等(2014)學者研究出利用 LSCM 觀察薔薇科植物雌配子體發育的方法，代替了繁瑣的石蠟切片法以甜櫻桃為例，將其胚囊用戊二醛固定，脫水透明后直接用 LSCM 觀察，用 488nm 激光激發后，細胞核和核仁有很強的自發熒光，細胞質液泡則沒有自發熒光，因此根據胚囊內核的數量、位置、大小，液泡的有無、位置等可以很清楚地觀察雌配子體的發育時期。

      酶與底物結合是木質素酶法水解的第一步，是生物煉制的關鍵過程，Budi 等(2015)利用 LSCM 和比率計方法相結合來研究熒光標記的纖維二糖水解酶和內切葡聚糖酶與濾紙纖維的結合情況，建立了評估和量化多種纖維素酶對于細胞壁周圍環境的脫位情況分析的方法，其觀察結果支持纖維斷裂在混亂的初始階段水解主要是由于機械故障而非由于快速降解的假設。

      LSCM 非侵入式微觀成像模式為腫瘤及炎癥等體內組 織病變評價提供了便利，被廣泛應用于臨床實踐。Ma 等 (2015)利用 LSCM 對各種非典型皮膚病進行了診斷，盡管參與實驗的 6 例患者沒有典型的臨床表現，但 LSCM 可以檢測他們的病理變化特點，幫助把他們從其他臨床實踐疾病中區分出來，并且操作簡單方便，可快速給出檢查報告，無痛無創，減輕了病人的痛苦，避免了傳統組織病理學活檢帶來的創傷。虹膜在眼部生理和疾病的發病機制中扮演著重要角色，但非侵入式的體內虹膜超微結構研究在技術上是一大挑戰，Li 等(2016)利用 LSCM 對 31 位虹膜粘連但角膜透明的病人的進行了檢查，觀察到類樹干狀結構、樹枝 /灌木狀結構、果實特征結構、上皮狀結構、深層結構等一些可能的結構變異，同時發現顏料粒子的減少可能會導致廷德爾的積極現象