使用奧林巴斯正置熒光顯微鏡 CX33 觀察植物細(xì)胞時(shí),需結(jié)合植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(如細(xì)胞壁、葉綠體等)和熒光標(biāo)記需求,從樣品制備到顯微鏡操作進(jìn)行系統(tǒng)性規(guī)劃。以下是詳細(xì)步驟及注意事項(xiàng):
一、樣品制備與熒光標(biāo)記
1. 植物材料選擇與預(yù)處理
材料類型:
幼嫩葉片(如擬南芥、煙草)、根尖、花粉管等薄而透明的組織,可直接撕取表皮或制作徒手切片;
較厚的組織(如莖稈、成熟葉片)需用切片機(jī)切成 50-100 μm 的薄片,或通過壓片法(如根尖染色體觀察)分散細(xì)胞。
預(yù)處理(可選):
固定:若觀察動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)(如微管、細(xì)胞器運(yùn)動(dòng)),可用 4% 多聚甲醛固定 15-30 分鐘,避免細(xì)胞結(jié)構(gòu)破壞;
通透:需標(biāo)記胞內(nèi)蛋白時(shí),用 0.1% Triton X-100 處理 5-10 分鐘,增強(qiáng)染料進(jìn)入細(xì)胞的效率。
2. 熒光染色與標(biāo)記
根據(jù)觀察目標(biāo)選擇染料:
觀察對象常用熒光染料 / 標(biāo)記方法激發(fā) / 發(fā)射波長(參考)操作要點(diǎn)
細(xì)胞核 / DNADAPI(藍(lán)色熒光)、Hoechst激發(fā) 358nm / 發(fā)射 461nm染色 5-10 分鐘,需避光;可與 RNA 酶預(yù)處理減少非特異性結(jié)合。
細(xì)胞壁Calcofluor White(白色熒光)激發(fā) 350nm / 發(fā)射 440nm直接滴加染液染色 2-5 分鐘,適用于纖維素和幾丁質(zhì)檢測。
葉綠體自發(fā)熒光(紅色)激發(fā) 430-480nm / 發(fā)射 650-700nm無需染色,直接觀察;避免強(qiáng)光長時(shí)間照射導(dǎo)致熒光淬滅。
特定蛋白GFP/GFP 融合蛋白(綠色熒光)激發(fā) 488nm / 發(fā)射 507nm通過轉(zhuǎn)基因或病毒載體導(dǎo)入植物細(xì)胞,需培養(yǎng) 24-48 小時(shí)后觀察。
線粒體Mito-Tracker Red(紅色熒光)激發(fā) 579nm / 發(fā)射 599nm工作濃度 100nM,37℃染色 15-20 分鐘,需避光。
制片注意事項(xiàng):
將染色后的樣品置于載玻片中央,滴加少量蒸餾水或 PBS 緩沖液(避免細(xì)胞脫水),蓋上蓋玻片時(shí)從一側(cè)緩慢放下,避免氣泡產(chǎn)生;
若樣品易移動(dòng),可在蓋玻片四周用凡士林或指甲油封片,增強(qiáng)穩(wěn)定性。
二、顯微鏡操作流程
1. 基礎(chǔ)光路調(diào)節(jié)
放置與開機(jī):將顯微鏡放置于穩(wěn)定臺(tái)面,遠(yuǎn)離光源直射和振動(dòng)源,開啟電源,預(yù)熱光源(汞燈或 LED 光源需預(yù)熱 5-10 分鐘至亮度穩(wěn)定)。
低倍鏡找樣:
安裝 10× 低倍物鏡,將樣品裝片置于載物臺(tái),用壓片夾固定,使樣品正對通光孔;
調(diào)節(jié)粗準(zhǔn)焦螺旋下降鏡筒(目視側(cè)面避免物鏡壓片),再緩慢上升鏡筒,直至視野中出現(xiàn)清晰的細(xì)胞輪廓(可通過調(diào)節(jié)聚光器高度和孔徑光闌改善對比度,植物細(xì)胞因有細(xì)胞壁,可適當(dāng)縮小光闌增強(qiáng)結(jié)構(gòu)反差)。
2. 熒光觀察參數(shù)設(shè)置
選擇濾光片組:
根據(jù)熒光染料波長選擇對應(yīng)濾光片,例如:
DAPI/Calcofluor White:使用 UV(激發(fā) 330-385nm,發(fā)射 420nm 以上)濾光片組;
GFP:使用 BP470/40(激發(fā) 470nm)+ DM495(分束鏡)+ BP525/50(發(fā)射 525nm)濾光片組;
葉綠體自發(fā)熒光 / Red 熒光染料:使用 BP545/30(激發(fā) 545nm)+ DM575 + BP605/70 濾光片組。
調(diào)節(jié)熒光強(qiáng)度:
初始觀察時(shí)將光源強(qiáng)度調(diào)至 50%,避免強(qiáng)光損傷樣品或產(chǎn)生背景噪聲;
通過調(diào)節(jié)熒光光路中的光闌或中性密度濾鏡(ND 濾鏡)控制光強(qiáng),兼顧信號(hào)亮度和抗淬滅性。
3. 高倍鏡精細(xì)觀察與對焦
切換物鏡:在低倍鏡下將目標(biāo)細(xì)胞移至視野中央,轉(zhuǎn)動(dòng)物鏡轉(zhuǎn)換器至 40× 或 60× 高倍物鏡(若觀察亞細(xì)胞結(jié)構(gòu),可使用 100× 油鏡,需在蓋玻片上滴加一滴香柏油,使物鏡與樣品光學(xué)接觸);
微調(diào)焦與景深控制:
使用細(xì)準(zhǔn)焦螺旋緩慢調(diào)節(jié)焦距,植物細(xì)胞因有大液泡,可能需要分層對焦(如聚焦于細(xì)胞核、葉綠體層);
若細(xì)胞厚度較大導(dǎo)致熒光信號(hào)重疊,可通過顯微鏡配套的 Z 軸掃描功能(如有)進(jìn)行多層拍攝,后期用軟件疊加或三維重建。
三、關(guān)鍵注意事項(xiàng)
1. 樣品與染色優(yōu)化
自發(fā)熒光干擾:植物細(xì)胞中的葉綠素(紅色熒光)、木質(zhì)素(藍(lán)色熒光)可能對觀察產(chǎn)生背景干擾,可通過以下方式減少:
選擇不含葉綠體的組織(如根尖、莖尖分生區(qū));
使用窄帶濾光片或調(diào)節(jié)激發(fā)光波長,避開自發(fā)熒光峰值;
拍攝時(shí)降低熒光通道的增益或曝光時(shí)間。
染色特異性:
熒光染料需現(xiàn)配現(xiàn)用,DAPI、Calcofluor White 等需避光保存;
染色后用緩沖液充分洗滌,去除未結(jié)合的染料,減少背景熒光。
2. 顯微鏡操作技巧
避免光損傷:熒光觀察時(shí)避免長時(shí)間照射樣品(尤其是 GFP 等易淬滅的標(biāo)記),可通過 “快速預(yù)覽 - 定位 - 短時(shí)間拍攝" 的方式操作;
色差校正:高倍鏡觀察時(shí),若出現(xiàn)彩色邊緣,可通過調(diào)節(jié)物鏡上的色差補(bǔ)償環(huán)(若有)或使用復(fù)消色差物鏡改善。
3. LV2000顯微鏡相機(jī)圖像采集與分析
參數(shù)設(shè)置:成像軟件中調(diào)整曝光時(shí)間(通常 50-500ms,根據(jù)熒光強(qiáng)度)、增益(避免過高導(dǎo)致噪點(diǎn)),勾選 “線性響應(yīng)" 模式保證信號(hào)真實(shí)性;
多通道拍攝:若同時(shí)觀察多種熒光(如 DAPI+GFP),需采用順序掃描模式(避免通道串色),并保存為多通道 TIFF 格式以便后期分析。
四、常見問題與解決方案
問題可能原因解決方案
熒光信號(hào)弱染色濃度不足、激發(fā)光強(qiáng)度低增加染料濃度、延長染色時(shí)間;調(diào)大光源強(qiáng)度或更換新燈泡(汞燈壽命約 200 小時(shí))
背景熒光強(qiáng)染料未洗凈、自發(fā)熒光干擾增加洗滌次數(shù);選擇無自發(fā)熒光的組織或使用淬滅劑(如 DABCO)
圖像模糊對焦不準(zhǔn)、樣品移動(dòng)重新微調(diào)焦;用指甲油封片固定樣品;檢查載物臺(tái)是否穩(wěn)固
葉綠體自發(fā)熒光干擾激發(fā)光波長與葉綠素重疊更換長波激發(fā)濾光片(如觀察 GFP 時(shí)用 488nm 激發(fā),避開葉綠素 430nm 激發(fā)峰值)
通過以上步驟,可高效利用奧林巴斯 CX33 正置熒光顯微鏡觀察植物細(xì)胞的亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)、蛋白定位或生理過程,結(jié)合熒光標(biāo)記技術(shù)實(shí)現(xiàn)對植物細(xì)胞動(dòng)態(tài)行為的精準(zhǔn)分析。
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