1

　　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、亞顯微能力和分子水平三個(gè)層次研究細(xì)胞結(jié)構(gòu)、性能和生命歷史。顯微結(jié)構(gòu)一般是指大致的輪廓、大結(jié)構(gòu)，如線粒體、葉綠體、細(xì)胞核等，其分辨率大于0.2μm，可在光學(xué)顯微鏡下觀察;亞顯微結(jié)構(gòu)是細(xì)胞膜、核膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜等更具體的結(jié)構(gòu)，其分辨率低于0.2μm，受光學(xué)顯微鏡衍射極限的限制，需要電子顯微鏡識(shí)別，但電子顯微鏡不適合活細(xì)胞成像，許多應(yīng)用研究只需要確定亞顯微物質(zhì)的分布，不需要明確具體結(jié)構(gòu)，因此一般可以使用寬場(chǎng)熒光顯微鏡或共聚焦顯微鏡進(jìn)行熒光標(biāo)記。

　　顯微鏡相機(jī)MC50-S下的細(xì)胞顯像

　　2

　　顯微成像技術(shù)在細(xì)

　　細(xì)胞生物學(xué)的應(yīng)用

　　細(xì)胞生物學(xué)主要研究細(xì)胞的生命活動(dòng)，包括生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖、遺傳、變異、衰老、死亡、代謝、調(diào)節(jié)、分化等。光學(xué)顯微鏡的研究方向如下：①生物膜與細(xì)胞器;②細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo);③細(xì)胞骨架系統(tǒng);④細(xì)胞核、染色體和基因表達(dá);⑤細(xì)胞增殖及其調(diào)節(jié);⑥細(xì)胞分化和干細(xì)胞;⑦細(xì)胞死亡;⑧細(xì)胞衰老;⑨細(xì)胞工程。

　　這些研究都是基于對(duì)細(xì)胞顯微水平和亞顯微水平的觀察:

　　(1)研究細(xì)胞的微觀形態(tài)和活動(dòng)，如細(xì)胞遷移、細(xì)胞吞咽、細(xì)胞纖毛和鞭毛運(yùn)動(dòng)等

　　細(xì)胞一般是透明的，未染色的標(biāo)本或活細(xì)胞適用于相差觀察，如活細(xì)胞培養(yǎng)(刮痕試驗(yàn)、轉(zhuǎn)移試驗(yàn))

　　(2)觀察細(xì)胞亞顯微水平的染色和熒光標(biāo)記

　　細(xì)胞亞顯微結(jié)構(gòu)大小一般小于0.2μm，光學(xué)顯微鏡不能觀察其具體結(jié)構(gòu)，但可以利用其結(jié)構(gòu)中的蛋白質(zhì)或核酸，選擇合適的熒光染料，通過(guò)熒光顯微鏡觀察光信號(hào)，判斷物質(zhì)的分布和活動(dòng)。

　　MF53-N下的細(xì)胞有絲分裂

　　3

　　細(xì)胞中的顯微成像技術(shù)

　　生物學(xué)應(yīng)用中的挑戰(zhàn)

　　細(xì)胞生物學(xué)顯像有以下幾個(gè)難點(diǎn)需要注意:

　　1)細(xì)胞的長(zhǎng)期活性和健康需要培養(yǎng)條件的支持。細(xì)胞的活性和健康需要適當(dāng)?shù)臏囟?、濕度和氣體培養(yǎng)條件來(lái)支持，沒(méi)有這些條件，細(xì)胞就不能長(zhǎng)期保持活性。如果觀察和測(cè)試能在短時(shí)間內(nèi)完成，則在離開(kāi)培養(yǎng)條件后盡快完成觀察和測(cè)試。對(duì)于需要長(zhǎng)期觀察的細(xì)胞活動(dòng)，應(yīng)考慮將成像設(shè)備放入培養(yǎng)箱，或?qū)⑴囵B(yǎng)皿放在成像設(shè)備上，然后使用微流控制細(xì)胞芯片分析儀進(jìn)行調(diào)整和維持培養(yǎng)條件。

　　(MF53-NMSX2拍攝的細(xì)胞劃痕實(shí)驗(yàn)狀態(tài))

　　2)不合適的光源可能會(huì)損害細(xì)胞的活性和健康。高能激發(fā)光(如汞燈的紫外線)、高強(qiáng)度光(如共聚焦激光光源)、長(zhǎng)期直射會(huì)影響細(xì)胞的活性和健康，這在傳統(tǒng)的汞燈光源中非常明顯。使用LED冷光燈的寬場(chǎng)熒光顯微鏡進(jìn)行無(wú)染色或霍夫曼部署觀察是一種低光源損傷的方案。當(dāng)需要熒光染色時(shí)，使用低光毒性的長(zhǎng)波段熒光染料(如cy5)、cy5.5、cy7等。)，組合光強(qiáng)盡可能低，激起/顯像時(shí)間盡可能短，也是一種思維方式。

　　低光毒性LED光源反映觀察

　　3)熒光染料可能會(huì)損害細(xì)胞的健康。熒光染料的毒性和激發(fā)光的光毒性會(huì)使細(xì)胞健康處于不良狀態(tài)，通常是DAPI和hoechst，這些染料具有一定的毒性，并使用光毒性紫外線激發(fā)。在這種情況下，建議染色后盡快進(jìn)行測(cè)試，并盡可能縮短測(cè)試時(shí)間。

　　4)熒光染料組合不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致圖像不理想。熒光染料不合適或過(guò)多會(huì)導(dǎo)致光譜重疊和非特異性染色，增強(qiáng)背景信號(hào)，影響熒光成像效果。為了防止此類(lèi)問(wèn)題，需要合理選擇染料的類(lèi)型和數(shù)量，盡量錯(cuò)開(kāi)發(fā)射波段，選擇合適的染料濾光片，通常使用窄帶發(fā)射濾光片會(huì)有更好的效果。此外，還可以通過(guò)添加適量的背景抑制劑來(lái)減少背景光。

　　5)熒光成像測(cè)試相機(jī)的靈敏度。熒光成像屬于暗光成像。一般來(lái)說(shuō)，顯微鏡相機(jī)可能存在長(zhǎng)時(shí)間成像和高背景噪聲的問(wèn)題，拍攝的照片很容易粘貼。使用高靈敏度相機(jī)可以減少顯像時(shí)間、光毒性和背景噪聲，這對(duì)紫外成像和紅外成像更為明顯。對(duì)于650nm以上的紅外波段顯像，還需要使用SCMOS研究相機(jī)(黑白)，去除藍(lán)色玻璃/IRCF。

　　6)焦表面漂移，觀察目標(biāo)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可能因移動(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，減少聚焦漂移。此外，在穩(wěn)定的溫度下培養(yǎng)細(xì)胞，保持容器中溶液的體積穩(wěn)定，也有利于處理聚焦漂移問(wèn)題

　　4

　　(1)典型解決方法:倒置熒光顯微鏡MF522-NMC500高靈敏顯微鏡相機(jī)-S/MS23

　　倒置熒光顯微鏡可實(shí)現(xiàn)相差觀察、瑩光觀察和明場(chǎng)觀察

　　LED冷光，紫外波段獨(dú)立控制，光毒性較低

　　可個(gè)性化選擇瑩光通道，實(shí)現(xiàn)各種瑩光信號(hào)觀測(cè)

　　可選用高靈敏度相機(jī)，弱瑩光信號(hào)捕捉能力強(qiáng)，顯像效果優(yōu)異

　　(2)研究解決方法:電動(dòng)XYZ倒置熒光顯微鏡MF533-NMC50高精度相機(jī)-SMS23或研究型相機(jī)MSH12/MSH05

　　研究級(jí)倒置熒光顯微鏡，高品質(zhì)相映，瑩光和明場(chǎng)顯像，霍夫曼版本

　　觸摸屏控制LED冷光，紫外波段獨(dú)立控制，光毒性較低

　　濾光片組可自主選擇更換，滿足Fura-2鈣離子探頭等不同熒光染色觀察需求

　　三軸高精度電動(dòng)平臺(tái)，重復(fù)定位精度1μm，精確定位和自動(dòng)對(duì)焦

　　選擇高靈敏度相機(jī)來(lái)滿足熒光成像，選擇研究級(jí)相機(jī)來(lái)滿足特殊的成像要求，如Cy7染料

　　(3)緊湊空間解決方法：活細(xì)胞成像儀(自帶無(wú)線相機(jī))

　　高度一體化，支持相映式和明場(chǎng)觀察顯像

　　LED冷光，紫外波段獨(dú)立控制，光毒性較低

　　尺寸小巧輕便，可用于空間狹小細(xì)胞房

　　電腦平板電腦可以無(wú)線連接相機(jī)，防止電纜不便

　　可選配自動(dòng)對(duì)焦、瑩光、雙物鏡等升級(jí)配備

　　(4)原產(chǎn)品升級(jí)方案：四大品牌顯微鏡LED光源/模塊MC500高精度顯微鏡相機(jī)-S/MS23

　　寬光譜大功率LED光源MG-100和四通道光源MG-120可適用于四大品牌的主流熒光顯微鏡，使用更方便，使用壽命更長(zhǎng)，紫外線毒性更低

　　高靈敏度相機(jī)組合定制接口，可適用于四大品牌主流倒置顯微鏡和倒置熒光顯微鏡