激光扫描共聚焦显微术的特点是对样品进行断层扫描和成像,进行无损伤观察和分析被测物的三维空间结构。同时,利用免疫荧光标记和离子荧光标记探针,该技术不仅可观察固定的细胞、组织切片,还可以对活细胞的结构、分子、离子及生命活动进行实时动态观察和检测,成为形态学、分子细胞生物学、神经科学、药理学、遗传学等领域中新一代研究工具,使人们对细胞生命现象有更进一步认识。
激光扫描共聚焦显微术采用点光源照射标本,在焦平面上形成一个轮廓分明的小的光点,该点被照射后发出的荧光或反射光被物镜收集,并沿原照射光路回送到由双向色镜或分光棱镜构成的分光器。分光器将光直接送到探测器。光源和探测器前方都各有一个针孔,分别称为照明针孔和探测针孔。对于焦平面上的光点,两者是共轭的。即光点通过一系列的透镜,最终可同时聚焦于照明针孔和探测针孔。这样,来自焦平面的光,可以会聚在探测孔范围之内,而来自焦平面上方或下方的散射光都被挡在探测孔之外而不能成像。以激光逐点扫描样品,探测针孔后的光电倍增管也逐点获得对应光点的共聚焦图像,转为数字信号传输至计算机,最终在屏幕上聚合成清晰的整个焦平面的共聚焦图像。
除了包括普通光学显微镜的基本构造外,激光扫描共聚焦显微镜还包括激光光源、扫描装置、检测器、计算机系统(包括数据采集、处理、转换、应用软件)、图像输出设备、光学装置和共聚焦系统等部分。激光扫描共聚焦显微术已用于细胞形态定位、立体结构重组、动态变化过程和微结构形貌测量等研究,并提供定量荧光测定、定量图像分析等实用研究手段,结合其他相关生物技术,在形态学、生理学、免疫学、遗传学等分子细胞生物学领域得到广泛应用。