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　　細胞生物學概念

　　細胞生物學是以細胞為研究對象，從細胞的顯微水平、亞顯微能力和分子水平三個層次研究細胞結構、性能和生命歷史。顯微結構一般是指大致的輪廓、大結構，如線粒體、葉綠體、細胞核等，其分辨率大于0.2μm，可在光學顯微鏡下觀察;亞顯微結構是細胞膜、核膜、內質網(wǎng)膜等更具體的結構，其分辨率低于0.2μm，受光學顯微鏡衍射極限的限制，需要電子顯微鏡識別，但電子顯微鏡不適合活細胞成像，許多應用研究只需要確定亞顯微物質的分布，不需要明確具體結構，因此一般可以使用寬場熒光顯微鏡或共聚焦顯微鏡進行熒光標記。

　　顯微鏡相機MC50-S下的細胞顯像

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　　顯微成像技術在細

　　細胞生物學的應用

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

　　這些研究都是基于對細胞顯微水平和亞顯微水平的觀察:

　　(1)研究細胞的微觀形態(tài)和活動，如細胞遷移、細胞吞咽、細胞纖毛和鞭毛運動等

　　細胞一般是透明的，未染色的標本或活細胞適用于相差觀察，如活細胞培養(yǎng)(刮痕試驗、轉移試驗)

　　(2)觀察細胞亞顯微水平的染色和熒光標記

　　細胞亞顯微結構大小一般小于0.2μm，光學顯微鏡不能觀察其具體結構，但可以利用其結構中的蛋白質或核酸，選擇合適的熒光染料，通過熒光顯微鏡觀察光信號，判斷物質的分布和活動。

　　MF53-N下的細胞有絲分裂

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　　細胞中的顯微成像技術

　　生物學應用中的挑戰(zhàn)

　　細胞生物學顯像有以下幾個難點需要注意:

　　1)細胞的長期活性和健康需要培養(yǎng)條件的支持。細胞的活性和健康需要適當?shù)臏囟?、濕度和氣體培養(yǎng)條件來支持，沒有這些條件，細胞就不能長期保持活性。如果觀察和測試能在短時間內完成，則在離開培養(yǎng)條件后盡快完成觀察和測試。對于需要長期觀察的細胞活動，應考慮將成像設備放入培養(yǎng)箱，或將培養(yǎng)皿放在成像設備上，然后使用微流控制細胞芯片分析儀進行調整和維持培養(yǎng)條件。

　　(MF53-NMSX2拍攝的細胞劃痕實驗狀態(tài))

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

　　低光毒性LED光源反映觀察

　　3)熒光染料可能會損害細胞的健康。熒光染料的毒性和激發(fā)光的光毒性會使細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，建議染色后盡快進行測試，并盡可能縮短測試時間。

　　4)熒光染料組合不當會導致圖像不理想。熒光染料不合適或過多會導致光譜重疊和非特異性染色，增強背景信號，影響熒光成像效果。為了防止此類問題，需要合理選擇染料的類型和數(shù)量，盡量錯開發(fā)射波段，選擇合適的染料濾光片，通常使用窄帶發(fā)射濾光片會有更好的效果。此外，還可以通過添加適量的背景抑制劑來減少背景光。

　　5)熒光成像測試相機的靈敏度。熒光成像屬于暗光成像。一般來說，顯微鏡相機可能存在長時間成像和高背景噪聲的問題，拍攝的照片很容易粘貼。使用高靈敏度相機可以減少顯像時間、光毒性和背景噪聲，這對紫外成像和紅外成像更為明顯。對于650nm以上的紅外波段顯像，還需要使用SCMOS研究相機(黑白)，去除藍色玻璃/IRCF。

　　6)焦表面漂移，觀察目標在實驗過程中可能因移動而失焦。具有自動聚焦功能的活細胞成像儀可以幫助您保持更長的目標聚焦時間，減少聚焦漂移。此外，在穩(wěn)定的溫度下培養(yǎng)細胞，保持容器中溶液的體積穩(wěn)定，也有利于處理聚焦漂移問題

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

　　倒置熒光顯微鏡可實現(xiàn)相差觀察、瑩光觀察和明場觀察

　　LED冷光，紫外波段獨立控制，光毒性較低

　　可個性化選擇瑩光通道，實現(xiàn)各種瑩光信號觀測

　　可選用高靈敏度相機，弱瑩光信號捕捉能力強，顯像效果優(yōu)異

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

　　研究級倒置熒光顯微鏡，高品質相映，瑩光和明場顯像，霍夫曼版本

　　觸摸屏控制LED冷光，紫外波段獨立控制，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

　　三軸高精度電動平臺，重復定位精度1μm，精確定位和自動對焦

　　選擇高靈敏度相機來滿足熒光成像，選擇研究級相機來滿足特殊的成像要求，如Cy7染料

　　(3)緊湊空間解決方法：活細胞成像儀(自帶無線相機)

　　高度一體化，支持相映式和明場觀察顯像

　　LED冷光，紫外波段獨立控制，光毒性較低

　　尺寸小巧輕便，可用于空間狹小細胞房

　　電腦平板電腦可以無線連接相機，防止電纜不便

　　可選配自動對焦、瑩光、雙物鏡等升級配備

　　(4)原產(chǎn)品升級方案：四大品牌顯微鏡LED光源/模塊MC500高精度顯微鏡相機-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，紫外線毒性更低

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