荧光显微镜的原理、用途及各组件和荧光染料的介绍

荧光显微镜原理是通过激发式光源，将光学显微镜与化合物的荧光染料发射相结合的一种显微观察模式。当今生物学中使用的多数荧光显微镜为落射荧光显微镜。

什么是荧光显微镜？

荧光显微镜主要用于研究有机物和无机物等样品 ，一般使用荧光和磷光来检查样品的结构组织和空间分布比较适用于研究比较复杂且无法在传统透射光显微镜下检查的样品。荧光显微镜与传统显微镜的区别主要有两方面别。一种是光源类型不同，另一种是使用的滤光片元件不同。

荧光显微镜的组件

强大的光源（氙气灯或水银弧光灯）：水银弧光灯发出的光比大多数白炽灯亮 10-100 倍，并提供从紫外线到红外线的各种波长的光。

激发滤光片：激发滤光片的目的是滤除光源的所有波长，被检荧光团的激发范围除外。图像的亮度和亮度由滤光片的ZUI小透射百分比决定。理想的透射率> 85%。

分色镜（分束器）：分色镜或分束器以 45° 角放置在激发滤光片和发射滤光片之间。二向色滤光片的功能是将激发信号反射到荧光团，并将发射信号传输到检测器。

发射滤光片：发射滤光片位于荧光显微镜的成像路径内。它的工作是过滤掉整个激发范围并传输被检查荧光团的发射范围。

物镜：物镜的目的是将光传输到样品上以形成图像。光在到达物镜之前穿过分色镜。

摄像系统：摄像系统有助于以高分辨率记录标本的图像。系统中经常使用CCD（电荷耦合器件）相机。这些电子倍增相机擅长在不损失灵敏度的情况下对单光子事件进行成像。它们不需要图像增强器，并且可以高速捕获图像。

荧光显微镜有什么用途？

荧光显微镜可用于生物学、生物医学和材料科学。荧光显微镜有助于准确和详细地识别细胞和亚微观细胞成分。

荧光显微镜的也被广泛用于组织化学领域，以检测常规显微镜无法看到的颗粒，例如神经递质胺。

它在食品化学中用于评估产品中特定食品成分的存在、结构组织和空间分布。

还有一种荧光散斑显微镜。它是一种使用荧光标记的大分子组装体（例如细胞骨架蛋白）来研究运动和周转率的技术。

荧光显微镜染色也会在矿物学领域使用。它通常用于研究煤炭、氧化石墨烯等矿物。

它还广泛用于纺织工业来分析纤维尺寸。落射荧光显微镜有助于研究基于纤维的材料，包括纸张和纺织品。

不仅如此荧光显微镜的使用还可以用于荧光染料研究陶瓷孔隙率以及半导体研究领域。

荧光显微镜中的光源

荧光显微镜使用高的强度近单色照明，常见广源主要有4种，即：带有激发滤光片的氙弧灯或汞蒸气灯、超连续光源、大功率 LED 或激光器。 激光是共聚焦显微镜、全内反射荧光显微镜 和其他复杂技术的常见选择 。在使用宽场落射荧光显微镜的情况下，一般用氙灯、汞灯或带二向色激发滤光片的 LED 较合适。宽视场落射荧光显微镜照明路径中的两个微透镜阵列可以产生1%到2%的照明变化系数，具有较高的均匀性。

荧光样品制备

适用于荧光显微镜的样品是荧光的才能适用于荧光显微镜检查，荧光样本制备常见的方法包括用荧光染料标记、表达荧光蛋白或利用样品的自发荧光。

生物荧光染料

荧光显微镜中一些染色剂可用于多种生物物质。一些小分子具有它们自己的荧光和与之结合的优选生物分子。例子包括 DAPI 和 Hoechst，它们被紫外光激发；以及 DRAQ5 和 DRAQ7.它们中的每一个都与 DNA 的小沟结合，通过这样的方式来标记细胞核。其他一些污渍是肽、毒素和药物，并与细胞结构结合。这些用荧光报告子衍生，才能起作用。

免YI荧光和荧光蛋白

抗体与其对应的抗原的结合，从而标记细胞内的蛋白质或其他分子，这都是通过免YI荧光的过程实现的。现代遗传知识和技术使科学家可以编辑 DNA。相同的技术可用于对蛋白质进行基因修饰以添加荧光蛋白报告基因，这意味着科学家可以由此使某种蛋白质发出荧光。一旦它发出荧光，就可以直接被追踪，甚至在活细胞中也是如此。