激光共聚焦显微镜是一种先进的细胞和分子生物学分析仪器，已被激光，电子照相机和计算机图像处理等现代高科技手段所渗透，并与传统的光学显微镜相结合。它以激光为光源，采用共轭聚焦原理和装置，并使用计算机对观察对象进行数字图像处理观察，分析和输出。它的特征是对样品进行断层扫描和成像，对细胞的三维结构进行非侵入式观察和分析。同时，使用免疫荧光标记和离子荧光标记探针，该技术不仅可以观察固定的细胞和组织切片，还可以实时动态观察和检测活细胞的结构，分子，离子和生命活动。它越来越多地用于生物学和医学领域，已经成为生物医学实验研究中重要的工具。
激光共聚焦显微镜也是活细胞的动态观察、多重免疫荧光标记和离子荧光标记观察的有力工具。不仅可对活的或固定的细胞及组织进行无损伤的“光学切片”，进行单标记或双标记细胞及组织标本的荧光定性定量分析；还可以用于活细胞生理信号，离子含量的实时动态分析监测，粘附细胞的分选，细胞激光显微外科和光陷阱技术等。可以无损伤的观察和分析细胞的三维空间结构。
激光共聚焦显微镜的原理是用点光源照射试样，在焦平面上形成轮廓清晰的小光斑。光斑照射后发出的荧光被物镜收集，沿原照射光路送回由双向色镜组成的分光镜。光谱仪将荧光直接发送到检测器。光源和探测器前面有一个针孔，分别称为照明针孔和检测针孔。两者的几何尺寸相同，约100-200纳米；与焦平面上的光斑相比，两者是共轭的，即光斑可以通过一系列透镜同时聚焦在照明针孔和检测针孔上。这样，来自焦平面的光可以会聚在检测孔范围内，而来自焦平面上方或下方的散射光被阻挡在检测孔之外而无法成像。激光逐点扫描样本，检测到针孔后的光电倍增管也逐点获得相应光点的共焦图像，将其转化为数字信号传输至计算机。整个焦平面的清晰共焦图像聚集在屏幕上。
每个焦平面图像实际上是样品的光学横截面，这种光学截面总是具有一定的厚度，也称为光学片。由于焦点处的光强远大于非焦点处的光强，且非焦平面光被针孔过滤，因此共焦系统的景深近似为零。沿z轴扫描可实现光学断层扫描，并在待观察样品的焦斑处形成二维光学切片。将X-Y平面（焦平面）扫描与z轴（光轴）扫描相结合，将连续层次的二维图像进行累加，经专用计算机软件处理，即可得到样品的三维图像。即检测针孔和光源针孔始终聚焦在同一点上，使得聚焦平面外激发的荧光无法进入检测针孔。
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