熒光顯微鏡

荧光顯微鏡是一種使用荧光或磷光物質的光學顯微鏡，或除此之外使用反射和吸收用於研究的有機或無機物質的特性。[1][2]“熒光顯微鏡”是指使用熒光來產生一個圖像的任何顯微鏡，無論是更簡單的設置像落射熒光顯微鏡，或更複雜的設計如共聚焦顯微鏡，其使用光學切片，以獲得更好的分辨率的熒光圖像。

正立的奧林巴斯BX61螢光顯微鏡,在物镜上面有荧光滤光块转盘，联接数码相机。
各種生物體的大小尺寸比較，毛髮，細胞，染色體，病毒，原子。
蔡司的熒光顯微鏡物鏡

2014年10月8日，諾貝爾化學獎頒給了艾力克·貝齊格 (Eric Betzig)，W·E·莫尔纳尔 (William Moerner)和斯特凡·W·赫尔 (Stefan Hell)，獎勵其發展超分辨熒光顯微鏡 (Super-Resolved Fluorescence Microscopy)，帶领光學顯微鏡由微米µm(1米的10的負6次方，百萬分之一米)進入納米nm(1米的10的負9次方，十億分之一米)級尺度中。[3][4]

原理
熒光顯微鏡的原理圖。

样品被照射特定波长（或波段）的光，其被荧光团吸收，导致它们发出更长波长的光（例如，和被吸收的光不同的颜色）。通过使用光谱发射滤片，该照明光被从弱得多的发射荧光中分离出来。

近年來在生物學研究中，熒光標籤被廣泛地使用來標定生物分子，使荧光顯微鏡變得更加重要。它以水銀燈或氙氣燈為光源，搭配具激發濾片，發散濾片濾片組的光學儀器。

目前被普遍使用的荧光顯微鏡，是屬於落射荧光顯微鏡(Epi-Fluorescence Microscopes，見右圖)，是指激發光的來源和觀察的位置(接目鏡)，皆位於樣品的同方，通過相同的光路。這些顯微鏡被廣泛應用於生物學，并且是更先進的顯微鏡設計的基礎，例如共聚焦顯微鏡或全內反射螢光顯微鏡(TIRF)。

光源

熒光顯微鏡要求強烈的，近乎單色光的照明，這是一些普遍的光源，比如卤素灯泡不能提供的。四種主要類型的光源的使用，包括氙氣燈或带有激發濾片(Excitation Filter)的水銀燈，激光，超连续光谱光源，和高功率發光二極管(LED)。激光被最廣泛地用於更複雜的熒光顯微技術，像共聚焦顯微鏡或全內反射螢光顯微鏡(TIRF)。而氙氣燈，水銀燈，和發光二極管(LED)與分色激發濾片通常被用於廣角落射熒光顯微鏡(Epi-Fluorescence Microscopes)。


奧林巴斯BX51熒光顯微鏡及數位影像處理系統
自體熒光超高分辨率顯微鏡記錄細胞結構

熒光顯微鏡圖片
  • 正在分裂中的人類腫瘤細胞三個組成部分的落射熒光成像。DNA被染成藍色，一種叫做INCENP的蛋白质是綠色的，而微管是紅色的。每個熒光成像單獨使用的激發光譜和發射濾光片的不同組合，圖像是使用CCD數碼相機按順序拍攝的，然後疊加給出一個完整的圖像。
  • 牛肺動脈內皮細胞（BPAE），使用DAPI將核染成藍色；微管則被FITC的綠色螢光所標記；肌動蛋白絲則被TRITC標示了紅色。
  • 3D雙色超高分辨率顯微鏡，人類表皮生長因子受體2（HER2），人類表皮生長因子受體3（HER3）在乳腺癌細胞中，染料：Alexa488，Alexa568，利蒙顯微鏡
  • 螢光原位雜合技術（FISH），絲粒探針雜交，人類淋巴細胞核染色，熒光染料 (DAPI)，13號染色體（綠色）和21號染色體（紅色）
  • 利用RFP和GFP螢光標記物標示酵母細胞的膜蛋白。
  • 超高分辨率顯微鏡：黃色熒光蛋白 (YFP)單分子在人類癌細胞的檢測
  • 超高分辨率顯微鏡：共定位顯微鏡（2CLM），綠色熒光蛋白（GFP）和紅色熒光蛋白（RFP）融合蛋白（骨癌細胞的細胞核）
  • 海拉細胞的高爾基體（橙色），微管（綠色）和染色体（青色）的多光子熒光圖像。
  • 經過藍色赫斯特染色的海拉細胞染色体，中間與右邊的細胞正經歷分裂間期，可見整個細胞核都呈藍色。而左方的細胞正在進行有絲分裂，其細胞核正在崩解，準備接下來要進行的分裂。
  • 利用螢光顯微鏡觀察人類野生型與P239S突變型的表現。
  • 血液細胞太陽耀斑病理，熒光顯微鏡圖像下紅色為受影響的區域
  • 過敏性紫癜的患者，用抗IgA抗體製備的皮膚，IgA的沉積在表淺小的毛細血管(黃色箭頭)的血管壁上。在上面的淺綠色波浪區域是表皮 (皮膚)，底部纖維區域是真皮
  • 紅斑狼瘡的患者，直接免疫熒光法，並示出的IgG沉積物
  • 豬皮膚下血管，熒光染色平滑肌的肌動蛋白
  • 在C2C12分化細胞中，ViewRNA 檢測 miR-133 (綠色)和肌細胞生成素 mRNA (紅色)

参看

参考资料
  1. Spring KR, Davidson MW. . Nikon MicroscopyU. [2008-09-28]. （原始内容存档于2016-07-03）.
  2. . Microscopes—Help Scientists Explore Hidden Worlds. The Nobel Foundation. [2008-09-28]. （原始内容存档于2010-01-09）.
  3. Ritter, Karl; Rising, Malin. . AP News. October 8, 2014 [October 8, 2014]. （原始内容存档于2018-10-02）.
  4. Chang, Kenneth. . New York Times. October 8, 2014 [October 8, 2014].

外部連結
關於Fluorescence microscopy
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