光学显微镜作为细胞生物学的研究工具，可以分辨出小于其光谱波长一半的细胞结构.随着光学、视频、计算机等技术飞速发展而诞生的激光扫描共聚焦显微镜系统，则使现代显微镜有能力研究和分析细胞的变化过程和结构，特别是在对活细胞离子结构变化的定最检测，完整细胞的三维体系结构图像重建等方面，是传统的光学和电子显微镜所的.它的出现是计算机与光学技术高度结合的典型范例。通过计算机技术，控制激发光源的精确位置和分布特性，光强的定量变化，特别是在图像数据采集、转换、处理和重建方面的*优势，能使被照射的样品光扩散最小，得到高分辨率、高灵敏度、具有强对比度和高清晰度的研究图像。

一、基本原理

，一般光学显微镜使用的实际上是场光源，由于光散射，在所观察的视野内，样品所有点被同时照射和成像.入射光照射到整个细胞的一定厚度，位于焦平面外的发射光也能在检测器上形成模糊的图像，即与所要观察研究点相邻的各点也被同时成像，观测到的是一个宽视野图像，从而降低了信噪比。影响了图像的清晰度和分辨率。另外，一般光学显微镜也只能对局部厚度作平面成像。

而共聚焦显微镜却脱离了这种模式。首先光束通过一个入射针孔的光阑作用入射到样品的细微点上，避免了非照射区域产生光散射，而在发射光检测光路上放置了一个检测针孔，发射光通过此针孔作用到达检测器。入射光源针孔和检测针孔的位置相对于物镜焦平面是共扼的，这样，来自焦平面的光可以通过检测针孔被检测，而来自焦平面上、下的光被阻挡在针孔的两边。这就是共聚焦的基本原理和概念。当选择了合适的针孔大小，便可得到高清晰度的图像。

由上可知，共聚焦系统中样品被一个点光源照射成像。我们在实际应用中为了得到完整的样品结构信息，则必须使入射光点在垂直于显微镜光轴的焦平面(X-Y轴)上，沿样品逐点或逐线扫描，将每点扫描的图像信息经计算机采集、贮存、处理、转换后合成一定大小的二维图像.这是扫描的基本原理。所得到的二维图像实际上是样品在微小)拿度内的平面“切片”图像，这与医学诊断中的CT图像原理极其相似。如果我们沿显微镜光轴((Z轴)方向以一定的间距扫描出不同z轴位置的多幅X-Y平面图像，就可由计算机处理“堆积”出此扫描区域内样品的三维立体结构图像，即所谓三维重建。当然，我们还可以按研究需要组合各种扫描方式，如XZ,XT(时间变化)或X,Y点扫描等，以便得到完整的活的或固定的细胞及组织的

信息。

当然，要完成一个共聚焦图像的建立，还需要众多装置及相应控制来协调来完成。

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