活細(xì)胞相差、熒光顯微時(shí)間序列動(dòng)態(tài)觀察采集是細(xì)胞生物學(xué)研究中的重要技術(shù)手段,可實(shí)時(shí)觀察活細(xì)胞的動(dòng)態(tài)變化,以下是具體介紹:
原理:相差顯微鏡是利用光線通過(guò)透明標(biāo)本時(shí)產(chǎn)生的光程差(即相位差)轉(zhuǎn)化為振幅差(即亮度差),使無(wú)色透明的細(xì)胞結(jié)構(gòu)變得清晰可見(jiàn),無(wú)需染色就能觀察活細(xì)胞形態(tài)。熒光顯微鏡則是通過(guò)特定波長(zhǎng)的激發(fā)光照射熒光標(biāo)記的細(xì)胞,使熒光物質(zhì)發(fā)出熒光,從而觀察細(xì)胞內(nèi)特定結(jié)構(gòu)或分子的分布與動(dòng)態(tài)變化。時(shí)間序列動(dòng)態(tài)觀察采集是在不同時(shí)間點(diǎn)連續(xù)拍攝,記錄細(xì)胞隨時(shí)間的變化過(guò)程。
設(shè)備要求:
顯微鏡:可選擇具備相差和熒光功能的倒置顯微鏡,如尼康 Ti2-E 全自動(dòng)活細(xì)胞顯微成像系統(tǒng),其具有大視野、高速成像、高分辨率等特點(diǎn),可進(jìn)行明場(chǎng) / 熒光圖像采集和時(shí)間序列成像。也可選擇激光共聚焦顯微鏡,如蔡司 LSM 800,能實(shí)現(xiàn)高分辨率的熒光成像,還可進(jìn)行光切片采集和三維重建,適合觀察細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)變化。
相機(jī):需配備高靈敏度相機(jī),如 CMOS 或 sCMOS 相機(jī)。sCMOS 相機(jī)量子效率高,可在低光照條件下獲得清晰圖像,減少光毒性對(duì)活細(xì)胞的影響,還能實(shí)現(xiàn)高速成像,滿足時(shí)間序列采集需求。
環(huán)境控制裝置:活細(xì)胞長(zhǎng)時(shí)間觀察需要穩(wěn)定的培養(yǎng)環(huán)境,因此顯微鏡需配備溫控培養(yǎng)系統(tǒng)、CO?培養(yǎng)箱等,以維持細(xì)胞生存所需的溫度、濕度和氣體環(huán)境。
操作流程:
樣品準(zhǔn)備:將待觀察的活細(xì)胞接種于合適的培養(yǎng)器皿中,如培養(yǎng)皿、多孔板等。若進(jìn)行熒光觀察,需根據(jù)研究目的用相應(yīng)的熒光染料對(duì)細(xì)胞進(jìn)行標(biāo)記,標(biāo)記方法可根據(jù)染料說(shuō)明書(shū)進(jìn)行操作,標(biāo)記后將細(xì)胞置于培養(yǎng)箱中培養(yǎng)一段時(shí)間,使細(xì)胞狀態(tài)穩(wěn)定。
顯微鏡設(shè)置:將培養(yǎng)器皿放置在顯微鏡載物臺(tái)上,開(kāi)啟顯微鏡及相關(guān)附件,如光源、相機(jī)、環(huán)境控制裝置等。選擇相差模式,調(diào)節(jié)焦距和光圈等參數(shù),使細(xì)胞圖像清晰可見(jiàn)。若進(jìn)行熒光觀察,根據(jù)熒光染料的激發(fā)和發(fā)射波長(zhǎng),選擇合適的熒光通道和濾光片組合。
時(shí)間序列參數(shù)設(shè)置:設(shè)置采集時(shí)間間隔和總采集時(shí)間,時(shí)間間隔可根據(jù)細(xì)胞變化速度確定,如細(xì)胞分裂速度較慢,可設(shè)置幾分鐘甚至幾十分鐘采集一次;對(duì)于快速變化的過(guò)程,如鈣離子信號(hào)傳導(dǎo),可能需要每秒甚至更高頻率采集。總采集時(shí)間根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?,可從?shù)小時(shí)到數(shù)天不等。同時(shí),開(kāi)啟自動(dòng)對(duì)焦功能,確保在長(zhǎng)時(shí)間采集過(guò)程中細(xì)胞始終處于焦平面上。
圖像采集:設(shè)置好參數(shù)后,啟動(dòng)時(shí)間序列采集程序,相機(jī)將按照設(shè)定的時(shí)間間隔自動(dòng)拍攝圖像,記錄細(xì)胞的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程。采集過(guò)程中,可實(shí)時(shí)查看圖像,確保采集正常進(jìn)行。
數(shù)據(jù)處理與分析:采集完成后,可使用顯微鏡配套的圖像分析軟件,對(duì)時(shí)間序列圖像進(jìn)行處理和分析,如自動(dòng)識(shí)別細(xì)胞、追蹤細(xì)胞運(yùn)動(dòng)軌跡、量化熒光強(qiáng)度變化、分析細(xì)胞增殖或凋亡率等,還可將圖像制作成動(dòng)態(tài)視頻,直觀展示細(xì)胞的變化過(guò)程。
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