荧光显微镜和激光共聚焦显微镜的区别
优质回答一、原理不同
1、荧光显微镜：是以紫外线为光源， 用以照射被检物体， 使之发出荧光， 然后在显微镜下观察物体的形状及其所在位置。
2、激光共聚焦显微镜：在荧光显微镜成象的基础上加装激光扫描装置，使用紫外光或可见光激发荧光探针。
二、特点不同
1、荧光显微镜：用于研究细胞内物质的吸收、运输、化学物质的分布及定位等。 细胞中有些物质，如叶绿素等，受紫外线照射后可发荧光；另有一些物质本身虽不能发荧光，但如果用荧光染料或荧光抗体染色后，经紫外线照射亦可发荧光。
2、激光共聚焦显微镜：利用计算机进行图象处理，从而得到细胞或组织内部微细结构的荧光图象，以迹搏盯及在亚细胞水平上观察诸如Ca2+、pH值、膜电位等生理信号及细胞形态的变化。
三、用处不同
1、荧光显微镜：荧光显微镜是免疫荧光细胞化学的基本工具。它是由光源、滤板系统和光学系统等主要部件组成。是利用一定波长的光激姿和发标本发射荧光，通过物镜和目镜系统放大以观察标本的荧光图像。
2、激光共聚焦显微镜：激光扫描共聚焦显微技术已用于细胞形态定位、立体结构重组、动态变化过程等研究，并提供定量荧光测定、定量图像分析等实用研究手段，结合其他相关生物银缺技术，在形态学、生理学、免疫学、遗传学等分子细胞生物学领域 得到广泛应用。
2020-02-12小刘科研笔记之激光共聚焦原子力显微镜
优质回答形貌、成分和结构的表征是材料的生长、鉴别、加工、研究和应用等过程中很重要的一个步骤。本篇笔记将以华慧高芯网激光共聚焦原子力显微镜为例描述该设备在材料表征的功能与应用。
激光共聚焦原子力显微镜具有常规光学显微镜、激光显微镜、原子力显微镜三种功能，常规光学显微镜和激光显微镜同轴，其中激光显微镜采用405nm激光光源，平面X、Y分辨率能达到120nm，可进行小尺寸的样品测试且便于原子力测试时进行样品定位。
图2 和3分别为激光显微镜获得的光刻胶图形和聚合物划痕的三维形貌握橘察图。
如图1所示，小尺寸样品进行激光成像测量。同时，激光下具有三维成像、粗糙度测量、粒子分析等功能。对于尺寸和粗糙度较大等不适用于原子力测试时，可选择采用激光测量。
图2 和3分别为激光显微镜获得的光刻胶图形和聚合物划痕的三维形貌图。
激光共聚焦显微镜是在普通光学显微镜的基础上对成像原理作了改进，加装了激光扫描装置，同时利用计算机成像处理技术提高成像分辨率 。
如图4所示，激光共聚焦显微镜是使激光扫描束通过光栅孔形成点光源，在焦平面上逐点扫描，采集点的光信号通过探测针孔到达光电倍增管，经过信号处理形成图像。
由于激光光源的光栅针孔和探测针孔对物镜焦平面是共轭的，因此针孔只接受扫描聚焦点光斑处信息，能够对样品的深层次进行观察，鉴定，通过对连续层次上的共聚焦图像处理， 可以实现真正的三维图像重段茄建 。
原子力显微镜具有很高的平面和深度测量精度，在纳米尺度测量范畴具有广泛的应用。 不仅仅能够观察表面形貌特征，还能获取准确的数值形式的表面高低起伏状态，对表面整体形象的分析得到样品表面的粗糙度，颗粒度、孔结构和孔径分布等参数。广泛用于半导体、高分子聚合物、生物科学等行业。
▲图5. 纳米片样品的AFM测试
▲图6. 金属薄膜的三维形貌
▲图7. 聚合物三维形貌图
▲图8. 碳材料三维形貌图
如图9所示，AFM就是将探针装在一弹性微悬臂的一端，微悬臂的另一端固定，当探针在样品表面扫描时，探针与样品表面原子间的排斥力会使得微伍盯悬臂轻微变形，这样微悬臂的微小变形就可以作为探针和样品间排斥力的直接量度。一束激光经微悬臂的背面反射到光电检测器，可以精确测量微悬臂的微小变形，这样就实现了 通过检测样品与探针之间的原子排斥力来反映样品表面形貌和其他表面结构。
AFM有三种工作模式： 接触模式、非接触模式、轻敲模式。
接触模式 分辨率高，但易“拖刮”损伤样品表面，且还会由于探针与样品表面产生的粘滞力造成图像失真；
非接触模式 可以避免上述问题，但由于探针与样品表面距离较远、作用力太小，造成分辨率降低，且可能因表面张力干涉而造成图像变形；
轻敲模式 是一种较为先进的模式，它是采取探针垂直样品表面高频振动，交替的让针尖与样品表面“接触”和“抬高”。这种模式结合了上述的两种优点，既不损伤样品表面又有较高的分辨率。
1.具有高分辨能力，测试对样品无损伤。
2.AFM利用原子间的范德华力来呈现样品的表面特性。 因此，AFM除导电样品外，还能观测非导电样品的表面结构，且不需要用导电薄膜覆盖，其应用范围更为广阔。
3.具有很宽的工作范围 ，可以在真空、空气、常温、低温、高温等环境下扫描成像。
4.样品制备简单 ，样品不需要包埋、覆盖、染色等处理，可直接观察。
1.针尖易磨损和受污染，磨损无法修复，污染难以清洗。
2.扫描范围小 ，容易将局部的、特殊的结果当做整体的结果分析，结果缺乏重现性。
虽以此设备为例，但设备原理均大同小异，只是精度不同，故可根据实际需求选择。
不积珪步，无以至千里；不积细流，无以成江海。做好每一份工作，都需要坚持不懈的学习。
激光扫描共聚焦显微镜技术的主要应用范围
优质回答激光扫描共聚焦显微镜（Confocal laser scanning microscope，CLSM)是近代最先进的细胞生物医学分析仪器之一。目前，激光扫描共聚焦显微技术已用于细胞形态定位、立体结构重组、动态变化过程等研究，并提供定量荧光测定、定量图像分析等实用研究手段，结合其他相关生物技术，在形态学、生理学、免疫学、遗传学等分子细胞生物学领域得到广泛应用。
1. 组织和细胞中的定量荧光测定
激光扫描共聚焦显微镜可以从固定和荧光染色的标本以单波长、双波长或多波长模式，对单标记或多标记的细胞及组织标本的共聚焦荧光进行数据采集和定量分析,同时还可以利用沿纵轴上移动标本进行多个光学切片的叠加， 形成组织或细胞中荧光标记结构的总体图像,以显示荧光在形态结构上的精确定位。 常用于原位分子杂交、肿瘤细胞凋亡观察、单个活细胞水平的 DNA 损伤及修复等定量分析。
2. 细胞间通讯的研究
动物和植物细胞中缝隙连接介导的胞间通信在细胞增殖和分化中起着重要作用。 激光扫描共聚焦显微镜可通过观察细胞缝隙连接分子的转移来测量传递细胞调控信息的一些离子、小分子物质。 该技术可以用于研究胚胎发生、生殖发育、神经生物学、肿瘤发生等过程中缝隙连接通讯的基本机制和作用，也可用于鉴别对缝隙连接作用有潜在毒性的化学物质。
3. 细胞物理化学测定
激光扫描共聚焦显微镜可对细胞形状、周长、面积、平均荧光强度及细胞内颗粒数等参数进行自动测定。 能对细胞的溶酶体、线粒体、内质网、细胞骨架、结构性蛋白质、DNA、RNA、酶和受体分子等细胞内特异结构的含量、组分及分布进行定量、定性、定时及定位测定。
4. 细胞内钙离子和 pH 值动态分析
激光扫描共聚焦显微镜技术是测量若干种离子浓度并显示其分布的有效工具，对焦点信息的有效辨别使在亚细胞水平显示离子分布成为可能。 利用荧光探针，激光扫描共聚焦显微镜可以测量单个细胞内 pH 和多种离子(Ca2+、K+、Na+、Mg2+)在活细胞内的浓度丛基及变化。 一般来说，电生理记录装置加摄像技术检测细胞内离子量变化的相对较快,但其图像本身的价值较低,而激光扫描共聚焦显微镜可以提供更好的亚细胞结构中钙离子浓度动态变化的图像,这对于研究钙等离子细胞内动力学有意义。
4. 三维图像的重建
传统的显微镜只能形成二维图像，激光扫描共聚焦显微镜通过对同一样品不同层面的实时扫描成像，进行图像叠加可构成样品的三维结构图像。 它的优点是可以对样品的立体结构分析，能十分灵活、直观地进行形态学观察,并揭示亚细胞结构的空间关系。
5. 荧光漂白恢复技术
该方法的原理是一个细胞内的荧光分子被激光漂白或淬灭，失去发光能力，而邻近未被漂白细胞中的荧胡改光分子可通过缝隙连接扩散到已被漂白的细胞中，荧光可逐渐恢复。 可通过观察已发生荧光漂白细胞其荧光恢复过程的变化量来分析细胞内蛋白质运输、受体在细胞膜上的流动和大分子组装等细胞生物学过程。
6. 长时程观察细胞迁移和生长
活细胞观察通常需要一定的加热装置及灌注室，以保持培养液的适宜温度及 CO2 浓度的恒定。 目前的激光扫描共聚焦显微镜，其光子产生效率已大大改善，与更亮的物镜和更小光毒性的染料结合后可以减小每次扫描时激光束对细胞的损伤,用于数小时的长时程定时扫描,记录细胞迁移和生长等细胞生物学现象。
7. 在细胞及分子生物学基础研究中的应用
激光扫描共聚焦显微镜应用照明针与检测孔共轭成像，有效抑制了焦外模糊成像并可对标本各层分别成像，对活细胞行无损伤的“光学切片”这种功能也被形象的称为“显微 CT”。CLSM 还可以对贴壁的单个细胞或细胞群的胞内、胞外荧光作定位、定性、定量及实时分析，并对胞内成分如线粒体、内质网、高尔基体、DNA、RNA、Ca2+、Mg2+、Na+ 等的分布、含量等进行测定及动态观察，使细胞结构和功能方面的研究达渗做谨到分子水平。
8. 在肿瘤和抗癌药物筛选研究中的应用
普通显微镜及电子显微镜，仅能对肿瘤相关抗原进行定性分析，而 CLSM 则可对单标记或者多标记细胞、组织标本及活细胞进行重复性极佳的荧光定量分析，从而对肿瘤细胞的抗原表达、细胞结构特征，抗肿瘤药物的作用及机制等方面定量化。
9. 在血液病学和医学免疫学研究中的应用
激光扫描共聚焦显微镜观察免疫细胞和系统，如树突状细胞、单核-吞噬细胞系统、自然杀伤细胞、淋巴细胞时，在准确细胞定位的同时有效鉴定免疫细胞的性质。
10. 在大脑和神经科学中的应用
激光扫描共聚焦显微镜分层扫描发现神经轴突的内部结构连续性好。用激光扫描共聚焦显微镜能观察到脑干组织中神经轴突的正常走向，可排除在荧光显微镜下由此造成的一些病理假象。并且激光扫描共聚焦显微镜能观察神经轴突的三维结构，因此应用 CLSM 有可能观察到普通光镜下未能发现的神经组织的细微病变。
11. 在眼科研究中的应用
利用激光扫描共聚焦显微镜可以观察晶状体，角膜、视网膜、虹膜和睫状体的结构和病理变化。
12. 在骨科研究领域中的应用
激光扫描共聚焦显微镜在骨科研究领域的应用现状表明，CLSM在观测骨细胞形态学研究、骨细胞特异性蛋白（骨钙素）以及骨细胞之间的相互作用具有显著的优势。
激光共聚焦显微镜观察线粒体的意义
优质回答激光共穗咐聚焦显微镜观察线粒体的意义在于直观展禅好示线粒体形态、研究线粒体结构和分布等。
1、直观展示线粒体形态：通过激光共聚焦显微镜可以清晰地观察到线粒体的形态，包括数量、大小、形状等信息。
2、研究线粒体结构和分布：激光共聚焦显微镜能够帮助科猜袭纯学家更好地研究线粒体结构和分布，揭示线粒体在细胞活动中的作用及相互关系，这对于研究一些疾病如癌症、神经退行性疾病等的治疗和诊断有重要意义。
利用激光共聚焦显微镜观察线粒体对于理解细胞代谢和疾病机制具有重要的意义。
共聚焦显微镜有哪些用途？
优质回答以共聚焦显微技术为原理的共聚焦显微镜，在陶瓷、金属、半导体、芯片等材料科学及生产检测领域中有着广泛的应用。它能对器件表面进行非接触式扫描并建立表面3D图像，通过系统软件对器件表面3D图像进行数据处理与分析，从而获取反映器件表面质量的2D、3D参数，实现器件表面形貌3D测量。
广泛应用于半导体制造及封装工艺检测、3C电子玻璃屏及其精密配件、光学加工、微纳李烂材料制造、汽车零部件、MEMS器件等超精密加工行业及航空航天、科研院所等领域中。对各种产品、部件和材料表面的面形轮廓、表面缺陷、磨损情况、腐蚀哪历漏情况、平面度、粗糙度、波纹度、孔隙间隙、台烂兆阶高度、弯曲变形情况、加工情况等表面形貌特征进行测量和分析。
还有主要应用在生物领域及医学研究中的荧光显微镜，能得到细胞或组织内部微细结构的荧光图像，在亚细胞水平上观察诸如Ca2+ 、PH值，膜电位等生理信号及细胞形态的变化，是形态学，分子生物学，神经科学，药理学，遗传学等领域中新一代强有力的研究工具。
虽然生活经常设置难关给我们，但是让人生不都是这样嘛？一级级的打怪升级，你现在所面临的就是你要打的怪兽，等你打赢，你就升级了。所以遇到问题不要气馁。如需了解更多显微镜的用途的信息，欢迎点击一束青草其他内容。
