融合免疫荧光技术的共聚焦显微镜实验教学实践

为了建立完整的科研实验技能学习体系,构建了高效可行的实验教学课程,并对近年开展的激光扫描共聚焦显微镜技术实验教学课程内容和方法进行了优化和实践。课程将科学理论与实验技能有机结合,把间接免疫荧光技术融合到共聚焦显微镜实验教学中,克服大型成像仪器教学中时间和空间限制。该教学课程帮助学生掌握共聚焦显微镜技术原理、应用和实验方法,提高学生们的实验动手能力和科研素养。

免疫荧光双重染色的激光共聚焦显微镜样品制备及观察

目的详尽介绍免疫荧光双标染色方法,为激光共聚焦显微镜观察提供理想的样品。方法大鼠腹腔注射Brdu,40 g/L多聚甲醛灌注固定,取脑组织冰冻切片,用抗GFAP多克隆抗体孵育和FITC荧光标记二抗染色,再用抗Brdu单克隆抗体孵育和Cy3荧光标记二抗染色,在激光共聚焦显微镜下连续断层扫描,图像叠加。结果清晰可见处于增殖期(S期)细胞胞核呈红色荧光,星形胶质细胞胞质呈绿色荧光。结论影响免疫荧光双重标记样品效果的环节和因素很多,其中最重要的因素是2个一抗的搭配和协调。

激光共聚焦显微镜应用于本科生的实验教学设计

激光共聚焦显微镜等大型仪器的实验教学是实现“新工科”建设的重要推动力,然而目前针对本科生的大型仪器教学却未得到有效普及。通过选取适合于本科生实践操作的微生物荧光染色观察实验以及基于“雨课堂”进行线上线下教学,发挥激光共聚焦显微镜可视化强的特点,激发本科生的求知欲望和探索热情,增强学生的主观能动性,促进以教师为主导向以学生为中心的教学模式转变。实践教学表明,易于操作、可视化强的实验方案有助于学生理解和掌握激光共聚焦显微镜相关的基础知识和未来应用,拓宽学生的知识面和科研视野,提高本科生的实践创新能力。

激光扫描共聚焦显微镜在人胆管癌组织免疫荧光染色切片观察中的应用

目的 :探讨利用激光扫描共聚焦显微镜鉴定单克隆抗体特异性。方法 :正常人胆管组织、正常人肝组织及人胆管癌组织切片经免疫荧光染色后置于普通荧光显微镜及激光扫描共聚焦显微镜进行观察 ,比较二者效果。结果 :与普通荧光显微镜相比 ,激光扫描共聚焦显微镜能清晰地显示染色组织的荧光染色部位及强弱 ,能较好地显示染色组织的形态 ,显示出良好的准确性及精确性。结论 :激光扫描共聚焦显微镜在免疫荧光染色切片的检测中具有准确、特异、清晰的特点 。

双重免疫荧光标记及激光共聚焦显微镜技术对不稳定膀胱逼尿肌间隙连接蛋白43的定量和定位实验

目的:建立一种应用荧光免疫组织化学双重标记技术和激光扫描共聚焦显微镜观察不稳定膀胱逼尿肌连接蛋白43表达和分布模式的方法。方法:实验于2003-09/2004-06在汕头大学医学院病理实验室完成。选择健康清洁级wistar大鼠50只,随机分成两组,对照组10只,不稳定膀胱组40只。建立膀胱出口梗阻模型之后行充盈性膀胱测压,确定不稳定膀胱组13只。对照组只行尿道分离术而不作结扎术。麻醉未醒即处死大鼠,取下膀胱分离出逼尿肌组织。①荧光免疫组织化学双重标记:应用罗丹明麦芽凝集素标记逼尿肌肌细胞膜,异硫氰酸荧光素素标记间隙连接蛋白43。②激光共聚焦显微镜技术:使用ACAS/Ultima312型激光共聚焦显微镜的检测器1和检测器2同时分别检测连接蛋白43和细胞膜(当只开通检测通道1时,仅显示代表连接蛋白43的绿色小短杆状或小点状荧光斑;当仅开通检测通道2时,仅显示被染成红色的细胞膜,清楚地显示了细胞的外形轮廓,胞浆及胞核则不显示;当两个通道同时开通时,绿色的连接蛋白43与红色细胞膜重叠后变成黄色)。主要参数如下:小孔孔径225μm,X轴扫描点数390,Y轴扫描点数390,扫描步径0.6μm,镜扫描速度10mm/s,扫描强度85%,激光强度360mW,每点采样次数30,物镜40倍,检测器1(最适波长488nm)灵敏度62%,检测器2(最适波长514nm),灵敏度58%。③激光共聚焦显微镜图像分析法:应用ImageAnalysis程序进行图像分析。以连接蛋白43的像素值占总像素值的百分比值作为连接蛋白43的像素密度,其大小代表连接蛋白43量的大小;以连接蛋白43荧光斑面积的大小反映连接蛋白43量的大小。结果:不稳定膀胱组中出现不稳定膀胱的13只和对照组10只进入结果分析。①两组大鼠逼尿肌连接蛋白43的像素密度和荧光斑面积比较:不稳定膀胱组连接蛋白43象素密度值较对照组象素密度值明显增多(3.45±1.58,0.85±0.44,t=5.037,P<0.01);不稳定膀胱组荧光斑面积较对照组显著增大犤(19.92±8.61)μm2,(11.46±2.55)μm2,t=2.995,P<0.01犦。②激光共聚焦显微镜下双重标记的大鼠逼尿肌连接蛋白43荧光图像:对照组逼尿肌肌束细胞平行排列,分布均匀,连接蛋白43表达量极少。不稳定膀胱组细胞大小不一,形状多样,排列紊乱,连接蛋白43数量较对照组明显增多,表现在密度增大,荧光斑面积增大,连接蛋白43的表达主要出现在细胞与细胞连接处。结论:采用双重标记的荧光免疫组织化学和激光共聚焦显微镜技术,抗连接蛋白43单克隆抗体特异地与间隙连接蛋白43结合,在组织原位上准确地标记间隙连接,同时显示细胞膜,既能对其进行定量分析,又能同时对其进行定位。

眼表综合分析仪联合角膜激光共聚焦显微镜检查对睑缘炎相关性角结膜病变45例的价值

目的应用眼表综合分析仪和角膜激光共聚焦显微镜(IVCM),探讨睑缘炎相关性角结膜病变(BKC)病人角膜细胞密度和眼表功能的变化及与蠕形螨感染的关系。方法选取2020年9月至2022年3月就诊于沧州市中心医院的45例BKC病人为观察组,同期的健康志愿者45例为对照组。根据观察组是否感染蠕形螨,分为蠕形螨感染组和未感染组。对所有研究对象使用眼表综合分析仪和IVCM进行检查,收集观察组和对照组的非侵入式平均泪膜破裂时间(NITBUTav)、非侵入式首次泪膜破裂时间(NIBUTf)、角膜荧光素染色(FL)评分、泪液分泌试验(SⅠt)、蠕形螨感染情况和角膜细胞密度。Pearson相关性分析蠕形螨感染数量与病人角膜细胞密度及眼表功能的相关性。结果观察组的NITBUTav[(6.31±2.95)s比(14.85±3.88)s]和NIBUTf[(4.65±2.03)s比(11.88±3.14)s]低于对照组,FL评分高于对照组(P<0.05)。观察组蠕形螨感染阳性率高于对照组,中央角膜浅基质层的细胞密度低于对照组(P<0.05)。观察组下方角膜基底细胞层和浅基质层的细胞密度低于对照组(P<0.05)。蠕形螨感染组的FL评分高于未感染组,下方角膜基底细胞层、浅基质层和中央角膜浅基质层的细胞密度低于未感染组(P<0.05)。蠕形螨感染数量与BKC病人下方角膜基底细胞层、浅基质层和中央角膜浅基质层的细胞密度呈负相关,与FL评分呈正相关(均P<0.05)。结论眼表综合分析仪联合IVCM可对BKC病人的眼表损害进行综合评价;BKC病人下方角膜基底细胞层、浅基质层和中央角膜浅基质层的细胞密度降低,FL评分增加,与蠕形螨感染数量增多有关。

激光共聚焦显微镜样本制备在研究生实验教学中的应用

激光共聚焦显微镜是一种多功能、高分辨率、高效率的光学设备,在植物细胞结构中通过荧光探针标记相关基因,获得清晰的亚细胞定位信息,如细胞膜、细胞器等结构。以烟草为实验材料,在研究生实验教学中利用LSCM880激光扫描共聚焦显微镜观察烟草下表皮细胞,通过优化样本制作,最终获取清晰的图片。通过实验教学,学生掌握激光共聚焦显微镜的原理、样品制备及操作步骤,提高理论知识与实践操作相结合的能力,加强其对激光共聚焦显微镜的掌握及运用。

活体激光共聚焦显微镜观察蠕形螨感染与麦粒肿关系的临床研究

目的 采用活体激光共聚焦显微镜(IVCM)观察麦粒肿和霰粒肿患者眼部蠕形螨感染情况,为分析蠕形螨感染对麦粒肿发生的影响提供参考依据。方法 选取2022年6—12月在上海爱尔眼科医院就诊为霰粒肿的患者45例(45眼)称霰粒肿组及无霰粒肿史的麦粒肿患者45例(45眼)称麦粒肿组。每位患者采取活体激光共聚焦显微镜观察患眼睑缘蠕形螨感染情况,上下睑缘选取累及所在位置8个毛囊、8个睑板腺。以蠕形螨检出≥3只为阳性、1≤蠕形螨<3只为可疑阳性、未检出为阴性。结果 活体激光共聚焦显微镜下,麦粒肿组和霰粒肿组蠕形螨感染阳性率分别为73.30%(33眼)、44.44%(20眼),可疑阳性率为31.11%(14眼)、11.10%(5眼),阴性率为15.60%(7眼)、24.44%(11眼);麦粒肿组阳性感染率明显高于霰粒肿组,差异具有统计学意义(P=0.013)。结论 与霰粒肿患者相比,麦粒肿患者的蠕形螨感染率更高,蠕形螨感染可能亦是麦粒肿发生的致病因素之一。

针孔参数优化对激光扫描共聚焦显微镜荧光成像的影响

激光扫描共聚焦显微镜(LSCM)是一种高分辨率的光学成像仪器,它利用“共轭成像”原理,获得的图片质量远超于普通荧光显微镜。LSCM有两组功能不同的针孔,即照明针孔和探测针孔,这是实现“共轭成像”的关键。由于照明针孔的大小和位置一般是固定的,LSCM主要通过调节探测针孔的大小来获得高质量的成像图片。然而,很多使用者对于LSCM中针孔大小与荧光成像质量的关联缺乏了解。因此,本文阐述了针孔在LSCM中的作用原理及其与显微镜分辨率的关系,并通过小鼠脊髓腹侧白质中的免疫荧光成像分析,发现针孔参数优化对提高LSCM荧光成像质量具有显著影响。这一发现将为LSCM成像分析提供重要参考。

激光共聚焦图像系统与免疫荧光双标记对脊髓缺血再灌注损伤中ICAM-1表达定量分析

目的采用激光共聚焦显微镜与免疫荧光双标记进一步探讨实验脊髓缺血再灌注损伤ICAM-1的表达变化规律。方法采用Zinin法建立脊髓缺血再灌注损伤模型。以荧光探针Fluo23PAM负载后,通过激光扫描共聚焦显微镜(InsightplusIQ Meridian,USA)检测脊髓微血管内皮细胞表面ICAM-1mRNA荧光强度。结果在激光扫描共聚焦显微镜下,可以清晰地观察ICAM-1微量表达于脊髓微血管内皮细胞表面,而单纯缺血不引起ICAM-1表达。再灌注后损伤区ICAM-1表达先后发生了改变;再灌注4 h,ICAM-1 mRNA表达量明显升高,再灌注12 h其在单位微血管面积上的荧光强度约比单纯缺血组增加了1/2。提示脊髓损伤后微血管内皮细胞初始ICAM-1表达增加是由再灌注损伤激发,其后延迟递增性规律性表达增强,说明ICAM-1参与了脊髓再灌注损伤的炎症病理过程。结论应用激光扫描共聚焦图像分析与免疫荧光双重标记技术能对黏附分子进行精确的定位定量研究。ICAM-1可做为评判脊髓损伤程度和脊髓I/R后炎症反应程度的监测指标。

激光扫描共聚焦显微镜使用中荧光共定位的一种计算方法

激光扫描共聚焦显微镜在形态学、分子细胞生物学、神经科学和药理学等研究领域得到广泛地应用,荧光共定位计算是该仪器的一种重要应用功能。共定位计算的结果为肿瘤治疗过程中药物与肿瘤的作用机理研究提供了依据之一,推动了肿瘤精准定位治疗的发展。随着科技的进步和科研的深入,人们对共定位的分析结果要求越来越高。本文提出的激光共聚焦显微镜荧光共定位计算方法,通过3D构建和反卷积,获得了更加真实的荧光共定位计算结果。

成年大鼠脊髓损伤后Slit2的表达及免疫荧光激光共聚焦定位

目的:观察神经生长导向因子Slit2在大鼠急性脊髓损伤后表达变化和分布情况,探讨轴索再生导向机制。方法:成年SD大鼠用Allen’s方法制作脊髓挫伤(SCI)模型,分别于挫伤后第2,4,7,14天取材,半定量RT-PCR分析Slit2 mRNA的表达变化,免疫荧光激光共聚焦扫描观察Slit2蛋白在脊髓损伤区的分布。结果:RT-PCR显示SCI后出现Slit2转录上调,表达量持续增高并于伤后第7天达到顶峰,之后逐步下降;免疫荧光则显示Slit2阳性颗粒先后出现在脊髓损伤区灰质胶质细胞中及神经元胞膜上,以前角、中央管及中线周围和后角较为聚集。结论:成年大鼠脊髓急性损伤后存在Slit2表达一过性上调并在损伤区灰质内广泛分布,可能对再生轴索的导向性生长发挥重要作用。

免疫荧光及激光共聚焦技术检测热盐水致大鼠萎缩性胃炎胃黏膜组织细胞HSP60及ras蛋白表达

目的研究热盐水灌胃导致的大鼠萎缩性胃炎(CAG)胃黏膜组织细胞HSP60及ras表达状态,以探讨CAG发病机制及长期热咸饮食与慢性萎缩性胃炎发生的关系。方法采用热盐水灌胃建立大鼠萎缩性胃炎动物模型,选取大鼠腺胃胃窦组织行激光扫描共聚焦显微镜标本制备并对组织细胞结构的变化进行动态观察。结果正常组胃黏膜组织细胞未见阳性表达,热盐水组在第12周,在细胞质中可见HSP60及ras表达,呈均质颗粒状,到24周、32周及65周时表达更加明显。双标记中可见HSP60和ras共同表达。结论热盐水长期灌胃可导致胃黏膜出现萎缩,HSP60和ras表达增加,提示在胃黏膜萎缩形成过程中,HSP60与ras蛋白参与了重要的细胞分化调节过程。

肝硬化后大鼠小脑皮质中P物质(SP)的变化及其意义——荧光免疫组化技术结合激光扫描共聚焦显微镜的研究

目的 :研究P物质 (SP)在大鼠小脑皮质中的分布特点及肝硬化后对大鼠小脑皮质中SP的影响。方法 :采用荧光免疫组化技术结合激光扫描共聚焦显微镜技术。结果 :①SP样阳性纤维及终末散在分布于小脑皮质各层 ,但在Purkinje神经元层其平均荧光强度相对其它各层较高 ,并主要分布于该神经元树突侧胞体周边形成突触样结构 ;②肝硬化后SP在小脑皮质中的分布与正常组基本一致 ,但阳性反应物的密集度明显增高 ,平均荧光强度显著增强。结论 :肝硬化后小脑皮质中SP含量较正常明显增多 ,很可能是脑损害的一种继发性代偿作用。

大鼠脊髓后角内神经降压素能神经元对C纤维进行突触前抑制的形态学证据——荧光双标激光共聚焦显微镜及免疫电镜研究

大鼠脊髓后角内神经降压素能神经元对Ｃ纤维进行突触前抑制的形态学证据＊——荧光双标激光共聚焦显微镜及免疫电镜研究李和张敏海杨世明（同济医科大学基础医学院组织学与胚胎学教研室，武汉４３００３０）＊国家自然科学基金资助课题（３９３７０２５０）脊髓后角浅层内...

反射式共聚焦激光扫描显微镜在会阴色素减退性疾病中的应用

目的探讨反射式共聚焦激光扫描显微镜(reflectance confocal microscopy,RCM)在会阴色素减退性疾病中的应用价值。方法回顾性分析2018年1月—2021年12月就诊于新疆维吾尔自治区人民医院皮肤科37例患者会阴色素减退性疾病的临床、RCM及组织病理学特征。结果37例患者中白癜风15例,硬化性苔藓13例,无色素痣2例,神经性皮炎4例,皮脂腺异位1例,非特异性炎症后色素减退2例。37例患者的皮损在RCM检测的同一部位进行组织病理检查,诊断均符合RCM。结论RCM有助于会阴色素减退性疾病的诊断及鉴别诊断,对白癜风及硬化性苔藓的分期也有辅助作用。

尼康共聚焦显微镜使用的大数据分析

激光共聚焦显微镜是目前最精密的光学成像仪器,是生命领域重要的研究工具。兰州大学生命科学研究实验中心的尼康共聚焦显微镜两年多时间工作了1万多小时,获取了大量的观测数据。对使用记录的分析表明,仪器在每天上午9点到晚上22点处于饱和工作状态,只有在寒假期间有所降低,说明了全天候开放使用的必要性。观测结果分析得到了很多有价值的信息,例如,488 nm和561 nm激光器使用率都超过了三分之一,单激光和双激光观测占比分别是72%和24%,高灵敏检测通道使用率接近90%等。综合这些信息,可以为共聚焦显微镜的管理和培训提供科学的依据。

超高分辨率激光扫描共聚焦显微镜的成像技术与应用

超高分辨率激光扫描共聚焦显微镜在生命科学研究领域中的应用日益广泛。该文以Zeiss LSM 880 Airyscan with STEDYCON超分辨率激光共聚焦显微镜为例,介绍了Airyscan技术和基于受激发射现象的超分辨技术(STED)的原理、应用和参数设置,以期能够为科研工作者究竟采用哪种模式进行图像采集提供参考,以获得最佳的成像效果。

激光扫描共聚焦显微镜辅助诊断诺卡菌性角膜炎1例

患者,女,57岁,因无明显诱因出现右眼异物感、视力下降1个月余,于2020年1月至成都东区爱尔眼科医院就诊后收治入院。否认糖尿病病史。患者曾于外院诊断为角膜炎,于10 d前在外院行角膜激光扫描共聚焦显微镜检查,报告发现菌丝,给予常规抗细菌治疗无效转至本院就诊。眼科检查:视力右眼0.02(-2.00 DS/-0.50 DC×90°=0.15),左眼0.08(-3.50 DS/-2.00 DC×90°=1.0);右眼眼压12.4 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa),左眼眼压15.9 mmHg;右眼结膜混合充血(+),角膜中央瞳孔区可见一直径约2 mm灰白色圆形浸润灶,溃疡达浅基质层,溃疡底部较清洁,可见2个灰白色隆起针尖状病变(图1A),角膜中央直径2 mm荧光素钠染色阳性(图1B),右眼KP(-),Tyndall征(-),晶状体透明,玻璃体和视网膜未见明显异常。左眼前后节均未见明显异常。患者空腹血糖12.38 mmol/L。入院后立即行角膜刮片细胞学检查和细菌、真菌微生物培养,结果均为阴性。激光扫描共聚焦显微镜(HRT3,德国海德堡公司)检查在角膜浅基质层可见纤细分支、略微弯曲的高反光丝状结构,初次报告为“菌丝”(图2)。

激光扫描共聚焦显微镜弱荧光成像控制方法研究

目的:激光扫描共聚焦显微镜(共聚焦显微镜)在医学检测弱荧光图像中存在对焦耗时长、检流式扫描仪速度慢、容易受负载扰动和电机参数改变影响等诸多问题,而弱荧光图像具有高分辨率、大视野的成像要求。方法:提出了模糊控制自适应整定的PID调整方法,搭建了相应的激光扫描共聚焦显微镜控制系统;并在给定步进输入和动态变化的阶梯输入下对现有PID和自适应模糊PID控制方法进行了仿真实验。结果:相较于PID控制,模糊PID控制的稳态误差明显减小,超调量低于10%,大大提高了运动平台的稳定性,且调节XY载物平台至稳定所需的调节时间更短。结论:将自适应模糊PID控制策略应用于共聚焦显微镜XY控制平台,具有动态响应快、抗干扰性强、稳定性好的特点,在一定程度上满足了弱荧光图像高分辨率、大视野的成像要求。