蔡司 LSM 7DUO 激光掃描共聚焦顯微鏡的配置

摘 要：蔡司 LSM 7DUO 是目前蔡司公司開發的普通單光子激光掃描共聚焦顯微鏡中配置最高的型號之一。它是一款雙共聚焦系統，包括蔡司LSM 780和LSM 7Live，雙共聚焦成像系統高度整合，可各自獨立成像，也可同時工作，尤其LSM 7Live是截止目前華南地區購置的唯一一臺高速掃描共聚焦系統，掃描速度可達120幅/秒。文章主要介紹蔡司LSM 7DUO雙共聚焦系統的具體配置和技術參數，希望有需要的科研者能夠更多的了解蔡司 LSM 7DUO并且有更好的使用。

關鍵詞：激光掃描共聚焦顯微鏡；蔡司 LSM 780；蔡司 LSM 7Live

引言

作為近代最先進的細胞生物醫學分析儀器之一，激光掃描共聚焦顯微鏡（Confocal laser scanning microscope，CLSM）區別于普通顯微鏡之處就在于針孔（Pinhole）的添加，激發光通過透鏡聚焦到被觀測樣品上，如果樣品恰在焦平面上，那么反射光通過原透鏡應當匯聚回到光源，共聚焦顯微鏡在反射光的光路中加上了一塊半反半透鏡，將已經通過透鏡的反射光折向其它方向，在其焦點處放置一個針孔，收集來自焦點處的發射熒光，這也就是共聚焦的原理[1-2]。針孔限制儀器在樣品表面的聚焦深度，阻擋非焦平面光線，并有效防止雜質信號產生的背景噪音干擾[3-4]，因此激光掃描共聚焦顯微鏡具有較高的分辨力，大約是普通光學顯微鏡三倍。近年來隨著各種熒光染料、熒光蛋白，精密光學技術和元件的出現，激光掃描共聚焦顯微鏡在分子細胞生物學及其醫學領域的應用越來越廣泛[4-8]，蔡司公司也在不斷適應市場和科研的需求，十幾年間不斷推出Zeiss LSM 510、510 Meta、700、3通道的710、34通道的710、780、7Live等逐步完善的激光共聚焦型號，華南農業大學亞熱帶農業生物資源保護與利用國家重點實驗室在2013年5月購置了一臺Zeiss LSM 7 DUO雙共聚焦系統，它整合了Zeiss LSM 780和7Live，是目前華南地區配置最高的單光子激光共聚焦系統。

Zeiss LSCM 7DUO的配置：

Zeiss LSM 7 DUO是一款雙共聚焦系統，包括Zeiss LSM 780和 Zeiss LSM 7 Live兩套掃描系統。雙系統共用一臺計算機和顯微鏡，但每套系統包含各自的專用激光器，掃描振鏡單元、共聚焦成像檢測器、共聚焦針孔及共聚焦光路等，兩套共聚焦成像系統高度整合，可各自獨立成像，也可同時工作。

雙系統共用一臺計算機和顯微鏡。Zeiss LSM 7 DUO雙系統共用全自動研究級倒置顯微鏡，電控物鏡轉換、物鏡升降、自動對焦、熒光濾片轉換、光路切換；電動聚光鏡，電動照明光軸，電動DIC起偏、檢偏、物鏡同步轉換，電動調節透射光和熒光的孔徑光闌和視場光纜；電控前面、底面分光口和前分光出口，三級分光模式，可同時安裝六個M27物鏡轉盤及六塊熒光濾片裝盤；提供明場、DIC、相差、熒光觀察；所有硬件可以通過三種方式控制，TFT觸摸屏，軟件操作系統和手動控制；目前物鏡配置有5×、10×、20×、40×空氣鏡，63×水鏡、100×油鏡；熒光濾片配置有：DAPI（EX 365；EM 445/50）、CFP（EX 436/20；EM 480450）、GFP（EX 470/40；EM 525/50）、Rhodamin（EX 546/12；EM 575-640）、Cy5（EX 575-625；EM 660-710）；另外配置有活細胞培養裝置，提供合適的溫度，濕度二氧化碳控制，為長時間監測活細胞的生理動態變化提供保證。

Zeiss LSCM 780是一款超高靈敏度共聚焦系統，檢測器物理通道數三十五個，其中透射光檢測通道一個，光譜型熒光共聚焦檢測通道三十四個，包括三十二個陣列式磷砷化鎵超高靈敏度GaAsP探測器，兩個大靶面PMT。光譜掃描范圍370-760nm，可一次性進行全光譜檢測，最高可同時檢測十種熒光探針，實現實時光譜解串擾；點掃描，掃描頻率可達4000線/秒，掃描速度512*512≥8H，每個通道的掃描圖像均可同時達到≥6144*6144的掃描分辨率；目前此多通道光譜掃描頭配有：偏紫外二極管固體激光器405nm，功率≥30mW，藍激光多線氬激光器Ar laser 458/488/514nm，功率≥25mW，HeNe激光器543 nm，功率≥1mW，HeNe激光器594nm，功率≥2mW，HeNe激光器，633nm；功率≥5mW。

Zeiss LSCM 7Live是一套高速激光共聚焦系統。7Live通過內置的激光光束變形器將激光器發射出來的激光光束由原來的圓柱形變形為橫線形，以橫線形激光掃描標本，線形代替點形無疑極大提高掃描速度，另外配置的兩個高速共聚焦監測通道可同時使用，線掃描速度可達60000線/秒，面掃描速度可達120幅/秒（512？鄢512），毫秒兩級的圖像掃描可實現活細胞在秒量級的動態監測，有效捕捉目前較多使用的高分辨率激光掃描共聚焦顯微鏡無法捕捉到的生理動態；圖像分辨率可達1536*1536，高速Z軸移動步進馬達，運行范圍250微米，Z軸精度10nm；目前此高速掃描頭配有：偏紫外二極管固體激光器405nm，功率≥50mW，藍線二極管固體激光器488nm，功率≥100mW，綠線二極管固體激光器532nm，功率≥75mW，紅激光固體激光器635nm，功率≥30mW。

參考文獻

[1]袁蘭.激光掃描共聚焦顯微鏡技術教程[M].北京：北京大學醫學出版社，2004.

[2]李楠，尹嶺，蘇振倫.激光掃描共聚焦顯微術[M].北京：人民軍醫出版社，1997.

[3]王春梅，黃曉峰，楊家驥，等.激光掃描共聚焦顯微鏡技術[M].西安：第四軍醫大學出版社，2004.

[4]任小則，送峰.激光掃描共聚焦顯微鏡的使用及其在醫學研究領域中的應用[J].中國科技信息，2009，11：237-238.

[5]Wilson T， and Sheppard CJR. Theory and Practice of Scanning Optical Microscopy[M]，New York：Academic Press，1984.

[6]鄭東.熒光共振能量轉移及其新進展[J].進技術應用，2003，9（1）：43-46.

[7]Tsien RY. The green fluorescent protein [J]. Annu. Rev. Biochem.， 1998，67：509-544.

[8]Heim R， Cubitt AB， Tsien RY. Improved green fluorescence[J]. Nature，1995，373（6516）：663-664.

作者簡介：李華麗（1986-），女，漢族，河南人，碩士，實驗員，主要從事科研儀器設備使用與實驗室管理。