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    原子力激光共焦顯微鏡用激光作掃描光源，逐點、逐行、逐面快速掃描成像，掃描的激光與熒光收集共用一個物鏡，物鏡的焦點即掃描激光的聚焦點，也是瞬時成像的物點。系統(tǒng)經(jīng)一次調(diào)焦，掃描限制在樣品的一個平面內(nèi)。調(diào)焦深度不一樣時，就可以獲得樣品不同深度層次的圖像，這些圖像信息都儲于計算機內(nèi)，通過計算機分析和模擬，就能顯示細胞樣品的立體結(jié)構(gòu)。

    在結(jié)構(gòu)配置上，激光掃描共聚焦顯微鏡除了包括普通光學顯微鏡的基本構(gòu)造外，還包括激光光源、掃描裝置、檢測器、計算機系統(tǒng)、圖像輸出設(shè)備、光學裝置和共聚焦系統(tǒng)等部分。由于該儀器具有高分辨率、高靈敏度、“光學切片”、三維重建、動態(tài)分析等優(yōu)點，因而為基礎(chǔ)醫(yī)學與臨床醫(yī)學的研究提供了有效手段。此外，CLSM 對熒光樣品的觀察具有明顯的優(yōu)勢，只要能用熒光探針進行標記的樣品就可用其觀察。

    原子力激光共焦顯微鏡可以用于觀察細胞形態(tài)，也可以用于細胞內(nèi)生化成分的定量分析、光密度統(tǒng)計以及細胞形態(tài)的測量, 配合焦點穩(wěn)定系統(tǒng)可以實現(xiàn)長時間活細胞動態(tài)觀察。

    在普通寬視野光學顯微鏡中，整個標本全部都被水銀弧光燈或氙燈的光線照明，圖像可以用肉眼直接觀察。同時，來自焦點以外的其他區(qū)域的熒光對結(jié)構(gòu)的干擾較大，尤其是標本的厚度在 2um 以上時，其影響更為明顯。

    激光共聚焦顯微鏡脫離了傳統(tǒng)光學顯微鏡的場光源和局部平面成像模式，采用激光束作光源，激光束經(jīng)照明針孔，經(jīng)由分光鏡反射至物鏡，并聚焦于樣品上，對標本焦平面上每一點進行掃描。組織樣品中如果有可被激發(fā)的熒光物質(zhì)，受到激發(fā)后發(fā)出的熒光經(jīng)原來入射光路直接反向回到分光鏡，通過探測針孔時先聚焦，聚焦后的光被光電倍增管探測收集，并將信號輸送到計算機，處理后在計算機顯示器上顯示圖像。在這個光路中，只有在焦平面的光才能穿過探測針孔，焦平面以外區(qū)域射來的光線在探測小孔平面是離焦的，不能通過小孔。因此，非觀察點的背景呈黑色，反差增加，成像清晰。由于照明針孔與探測針孔相對于物鏡焦平面是共軛的，焦平面上的點同時聚焦于照明針孔與探測針孔，焦平面以外的點不會在探測針孔處成像，即共聚焦。以激光作光源并對樣品進行掃描，在此過程中兩次聚焦，故稱為激光掃描共聚焦顯微鏡。