光学显微镜观察方式大盘点：荧光

光学显微镜观察方式大盘点：荧光

一、荧光（Fluorescence，FL）

荧光是一种光致发光现象。人类发现光致发光（荧光、磷光）现象的历史非常久远，在20世纪90年代随着科学家将绿色荧光蛋白（GFP）成功的在细胞中表达出来后，荧光观察方式在生物学的显微研究中得到广泛应用，目前荧光显微镜已成为各实验室的标配成像设备。

明美多重荧光扫描仪MES200拍摄的全景小鼠脑片

（1）成像原理

某些分子能吸收特定波长的光线，然后再发射出更长波长的光线，这种分子称为荧光团，这种光致发光现象称为荧光现象。光谱波长从短到长，颜色分别是“紫外-紫-蓝-绿-黄/橙-红-红外”，短波长激发可以激发长波长发射，比如紫外激发蓝色发射，蓝光激发绿色发射。

落射荧光观察方式光路图

在荧光显微镜中，通常使用荧光染料或转染技术，将荧光团结合到目标组织或细胞器等结构上，再用荧光显微镜激发观察，从而实现高特异性、高灵敏度观察。

（2）关键部件

荧光观察需要一个特殊的模块，用于提供荧光激发和发射光过滤，通常称为荧光臂或荧光模块，内含两个关键部件：荧光光源和激发块。另外效果还会受到荧光臂视场光阑等细节设计影响。

①荧光光源：用于提供荧光激发光，核心规格是光谱特征波长，要求能覆盖染料的激发特征波长，并提供足够光强。汞灯、氙灯、金属卤素灯、LED荧光光源都能满足核心规格，目前在开关性能、使用寿命、光强可控性和免维护等方面比较有优势的是LED荧光光源，如明美的MG-120四通道光源。

明美LED荧光光源

②荧光激发块：一组激发块由激发滤光片、发射滤光片和二向分光镜组成，一台荧光显微镜可能有多组激发块，作用是筛选特定的激发光和发射光，透过目标荧光信号。核心规格是光谱波长参数，其波长参数与荧光染料匹配度会影响荧光观察效果，匹配不佳会带来更多背景杂讯、更低的信噪比。

激发块：包含激发滤光片、发射滤光片、二向分光镜

③荧光臂/荧光模块：用来安装荧光光源和激发块的载体，核心规格是通道数和光源接口，影响配件适配和扩展性。传统设计采用转盘式荧光模块，通道数较多，可以自主升级替换激发块，带光源接口，需要搭配荧光光源灯箱使用，另外会有视场光阑、孔径光阑，以便调中灯箱等操作。

明美六孔转盘式荧光模块，适主流显微镜

明美数显LED荧光模块相当于传统荧光臂加上荧光光源的组合，其荧光光源采用内置设计，荧光波长和激发块联动切换，并提供数显屏幕直观呈现光强和通道信息，尺寸小巧使用方便，有正置、倒置和体视三种形态，适配主流无限远光学显微镜。

数显LED荧光模块（激发块与光源集成）

（3）成像特点

荧光观察成像特征是暗背景和荧光色的目标信号，这带来了3大应用优势。

①高特异性和高灵敏度：可以特异性标记微小的细胞结构、分子、基因、蛋白、化合药物等。

②多通道检测：可标记多种染料用于指示不同部位实现多通道成像，适合研究复杂生物系统的相互作用。

③适用范围广：可实现活体、离体、标记、自发等多种方式的荧光成像，对样本限制较少。

（4）主要应用

①生物学研究：包括细胞和亚微观细胞结构、细胞生理、动物生理病理（研究）等。

倒置荧光显微镜MF52-N拍摄的多色荧光标记的神经细胞

华中科技大学章慧平教授课题组用MZX81拍摄的斑马鱼，用于ESS论文

②医疗诊断：原位荧光杂交技术（FISH）HER-2检测癌症、呼吸道病毒检测、真菌镜检等。

FISH检测

③产业应用：材料（矿物、纺织、纸张等）成分检测、药品检测等。

荧光观察：体视荧光显微镜MZX81检测朱墨时序

（5）明美产品

①正置荧光显微镜

产品：MF23/MF31/MF43-N

MF43-N                                                 MF23                                                     MF31

• 模块化设计，使用LED光源，寿命长亮度高，使用便捷

• 可配置半复荧光级别以上高透物镜，荧光透过率更高

• 可应用在FISH领域、FRET领域、CTC检测领域

②倒置荧光显微镜：

产品：MF52-N/MIX60-FL/MF53-N/MCS21

     MF53-N                     MF52-N                        MIX60-FL                              MCS21

• 标配明场、相差、荧光成像观察方式

• 荧光模块化设计，使用LED光源，寿命长亮度高，使用便捷

• 适用于荧光标记的活细胞成像观察

③体视荧光显微镜

产品：MZX81/MZX100/MZX200

      MZX100                                            MZX81                                           MZX200

• 配置明场与荧光照明模块

• 无限远独立平行双光路系统，成像具有立体感，升级更方便

• 适用于模式生物荧光成像、胚胎操作成像等场景

④荧光数字切片扫描

产品：多重荧光数字切片扫描仪MES200

• 配备8荧光通道，可实现1-5片式明场与荧光全景扫描拼接

• 扫描速度快，无拼接缝隙，2分钟可完成（20X，15mm*15mm，3通道）

• 可适用与脑片研究等多重荧光标记全景扫描等场景

来源：https://www.mshot.com/article/2017.html