徠卡激光共聚焦顯微鏡(如Leica SP8、Stellaris系列)是一種高分辨率三維成像系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、材料科學(xué)等領(lǐng)域。其操作需結(jié)合光學(xué)、激光控制和圖像處理技術(shù)，以下是詳細(xì)操作指南：
一、操作前準(zhǔn)備
1. 環(huán)境與設(shè)備檢查
環(huán)境要求：
獨(dú)立暗室或遮光環(huán)境，避免外界光線干擾熒光信號(hào)。
溫度控制在20-25℃，濕度≤60%，防止鏡頭結(jié)露或電路故障。
設(shè)備檢查：
確認(rèn)激光器(如405nm、488nm、561nm、633nm)狀態(tài)指示燈正常(綠色為就緒)。
檢查物鏡(如10x/0.3、20x/0.75、63x/1.4油鏡)是否清潔，載物臺(tái)移動(dòng)是否順暢。
開(kāi)啟冷卻系統(tǒng)(如激光器水冷機(jī))，確保溫度穩(wěn)定在設(shè)定值(通常18-22℃)。
2. 樣品準(zhǔn)備
生物樣品：
活細(xì)胞需培養(yǎng)在共聚焦專用培養(yǎng)皿(如Lab-Tek II)中，避免使用普通玻片導(dǎo)致聚焦困難。
固定組織切片需用抗熒光淬滅封片劑(如ProLong Gold)封片，厚度≤20μm。
材料樣品：
非透明樣品需拋光至表面粗糙度Ra<0.1μm，透明樣品(如聚合物)需避免自發(fā)熒光干擾。
標(biāo)記要求：
熒光染料需與激光波長(zhǎng)匹配(如DAPI用405nm激發(fā)，Alexa Fluor 488用488nm激發(fā))。
多色標(biāo)記時(shí)，確保染料發(fā)射光譜無(wú)重疊(可通過(guò)光譜拆分功能分離信號(hào))。
二、基礎(chǔ)操作流程
1. 開(kāi)機(jī)與初始化
啟動(dòng)順序：
打開(kāi)總電源 → 2. 啟動(dòng)激光器冷卻系統(tǒng) → 3. 開(kāi)啟顯微鏡主機(jī) → 4. 啟動(dòng)控制軟件(如LAS X或Stellaris Suite)。
軟件自檢：
軟件自動(dòng)檢測(cè)激光器、掃描頭、載物臺(tái)等模塊，確認(rèn)狀態(tài)為“Ready”。
運(yùn)行“Daily Check”功能，校準(zhǔn)光路和檢測(cè)系統(tǒng)靈敏度(如PMT增益、激光功率)。
2. 樣品定位與對(duì)焦
低倍鏡預(yù)覽：
選擇10x空氣鏡，關(guān)閉激光，使用透射光(如鹵素?zé)?快速定位樣品區(qū)域。
通過(guò)載物臺(tái)XY旋鈕或軟件導(dǎo)航功能移動(dòng)至目標(biāo)位置。
共聚焦對(duì)焦：
開(kāi)啟488nm激光(低功率，如5%)，選擇“Live”模式實(shí)時(shí)觀察。
調(diào)節(jié)Z軸步進(jìn)電機(jī)，使用“Fine Focus”工具逐步聚焦，直至熒光信號(hào)強(qiáng)。
切換至高倍物鏡(如63x油鏡)時(shí)，需在物鏡與蓋玻片間滴加專用浸油(如Type F油)。
3. 圖像采集參數(shù)設(shè)置
激光功率與PMT增益：
激光功率：從1%開(kāi)始逐步增加，避免光漂白(通常不超過(guò)20%)。
PMT增益：調(diào)整至信號(hào)強(qiáng)度在100-800(12bit圖像)之間，避免飽和(>4095)。
掃描參數(shù)：
分辨率：根據(jù)需求選擇512×512(快速預(yù)覽)或2048×2048(高精度成像)。
掃描速度：線平均次數(shù)1-4次(噪聲大時(shí)增加)，幀平均次數(shù)1-8次(活細(xì)胞動(dòng)態(tài)成像時(shí)減少)。
針孔大?。和ǔＴO(shè)為1 Airy單位(AU)，平衡分辨率與信噪比。
光譜設(shè)置：
多色標(biāo)記時(shí)，在“Lambda Scan”模式下掃描樣品發(fā)射光譜，設(shè)置波長(zhǎng)范圍(如DAPI: 410-480nm, Alexa Fluor 488: 500-550nm)。
4. 三維成像與時(shí)間序列
Z軸堆疊：
設(shè)置起始/結(jié)束位置和步長(zhǎng)(如0.5μm)，軟件自動(dòng)拍攝多層圖像并合成3D模型。
時(shí)間序列：
活細(xì)胞成像時(shí)，設(shè)置時(shí)間間隔(如每30秒1幀)和總幀數(shù)(如100幀)，記錄動(dòng)態(tài)過(guò)程。
啟用“Autofocus”功能保持焦點(diǎn)穩(wěn)定，避免細(xì)胞移動(dòng)導(dǎo)致離焦。
三、徠卡激光共聚焦顯微鏡功能應(yīng)用
1. 光片照明模式(Light Sheet)
適用于厚樣品(如斑馬魚(yú)胚胎)的快速低光毒性成像。
操作步驟：
切換至光片模塊，調(diào)整照明光片厚度(通常2-5μm)。
設(shè)置雙攝像頭同步采集(如透射光與熒光信號(hào))。
通過(guò)“Multi-View”功能拼接多角度圖像，重建三維結(jié)構(gòu)。
2. 超分辨率成像(如STED)
突破衍射極限，分辨率達(dá)20-50nm。
操作要點(diǎn)：
使用專用STED物鏡(如100x/1.4油鏡)和 depletion激光(如592nm)。
調(diào)整depletion激光功率(通常50-200mW)和相位掩模模式(如2D或3D STED)。
采集后使用“Huygens”或“Thunder”軟件進(jìn)行反卷積處理。
3. 光譜拆分與線性去卷積
多色標(biāo)記時(shí)分離重疊信號(hào)：
在“Lambda Scan”模式下獲取樣品發(fā)射光譜庫(kù)。
在“Spectral Unmixing”工具中加載光譜數(shù)據(jù)，軟件自動(dòng)計(jì)算各通道純信號(hào)。
調(diào)整閾值去除背景噪聲，保存拆分后的圖像。
四、維護(hù)與保養(yǎng)
1. 日常清潔
光學(xué)元件：
用吹氣球清除物鏡、濾光片表面灰塵，禁用棉簽或紙巾直接擦拭。
若需清潔，用鏡頭紙蘸取少量乙醇(或?qū)Ｓ们鍧嵰?，以螺旋方式輕擦。
載物臺(tái)與樣品倉(cāng)：
用防靜電布擦拭，避免殘留浸油或封片劑。
2. 激光器維護(hù)
使用限制：
連續(xù)工作不超過(guò)8小時(shí)，避免激光管過(guò)熱損壞。
關(guān)機(jī)時(shí)先降低激光功率至1%，再關(guān)閉激光器開(kāi)關(guān)。
壽命監(jiān)測(cè)：
在軟件“Laser Status”界面查看剩余壽命(如488nm激光通常≥20,000小時(shí))。
接近壽命終點(diǎn)時(shí)，提前聯(lián)系徠卡更換激光管。
3. 定期校準(zhǔn)
光路校準(zhǔn)：
每季度使用標(biāo)準(zhǔn)熒光微球(如TetraSpeck)校準(zhǔn)光軸和針孔對(duì)齊。
機(jī)械校準(zhǔn)：
每年檢查載物臺(tái)XY/Z軸精度(誤差應(yīng)<0.1μm)，必要時(shí)調(diào)整步進(jìn)電機(jī)參數(shù)。
五、常見(jiàn)問(wèn)題解決
圖像無(wú)信號(hào)
檢查激光是否開(kāi)啟、PMT增益是否>0、濾光片是否匹配(如發(fā)射濾光片未阻擋信號(hào))。
圖像模糊
確認(rèn)物鏡浸油是否充足、針孔是否偏移、樣品是否平整(如活細(xì)胞突起導(dǎo)致離焦)。
激光功率不穩(wěn)定
清潔激光器出口窗口，檢查冷卻系統(tǒng)水溫是否在設(shè)定范圍(如±0.5℃)。
軟件卡頓
關(guān)閉其他大型程序，降低圖像分辨率或掃描速度，或增加計(jì)算機(jī)內(nèi)存(建議≥32GB)。
六、徠卡激光共聚焦顯微鏡安全注意事項(xiàng)
激光安全：
操作時(shí)佩戴激光防護(hù)眼鏡(波長(zhǎng)需覆蓋所有使用激光線)。
禁止直視激光束或反射光，避免皮膚長(zhǎng)時(shí)間暴露于高功率激光(如>50mW)。
生物安全：
處理活細(xì)胞或病原體時(shí)，在生物安全柜內(nèi)操作，防止樣本污染。
化學(xué)安全：
使用有機(jī)溶劑(如乙醇)清潔時(shí)，在通風(fēng)櫥內(nèi)操作，避免吸入揮發(fā)氣體。
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