Optical imaging techniques in cell biology

编者：Guy Cox

出版社：CRC Press

索书号：Q2-33/0-62（2）/2012/Y

藏书地点：武大外教中心

对于生物科学的发展，离不开生物技术的不断飞跃，而大部分生物技术的依托则是物理学的不断发展，而这其中生物学的研究对于光学成像系统的以来是显而易见的。1951年，全靠富兰克林的一张十分清晰的X射线照片，使得沃森和克里克发现了DNA双螺旋结构。由于有了一系列的显微成像技术而带来了各种各样的凶案未经，将微观规律直接呈现在我们眼前，让我们对细胞、细胞器等亚显微结构解析；X射线晶体学使得人类解析蛋白质三维结构的速度提高了几十倍；冷冻电镜、共聚焦显微镜、双光子显微镜等一系列生物技术的完善都离不开光学成像的发展和完善。对于生物研究中所使用到的光学成像系统中，较为多见和是用率较高的，就是各种各样的显微镜。对常规光学显微镜而言，厚样品产生的图像将是聚焦区域内的各个清晰细节的积分，并且包含了聚焦区域外的模糊图像。这个效应在低放大倍率（10×及其以下，此时工作距离长）时不会严重地损坏图像质量。然而，高放大倍率物镜利用了大数值孔径的透镜，此种透镜将产生有限深度的场，这个深度呗定义为聚焦区域里上下层之间的距离。用最大的数值孔径的透镜来聚焦，清晰聚焦区域的尺寸大概在一个μm或者更小的范围内。对一个有3~5μm厚的样品而言，成像光束，大部分来自非严格聚焦的区域。模糊背景将降低聚焦区域所成图像的对比度。共聚焦显微术克服了这个毛病，它通过在成像光路上引入一个共聚焦光阑（例如针孔），档掉非聚焦区域来的光。在共聚焦显微术里，一个点状的光源被物镜聚焦到样品上。焦点的空间尺寸由它的波长、透镜的数值孔径和成像质量要求决定。然后像点通过原透镜（或者另外的透镜）聚焦到光阑（针孔）上，再到接收器。这个针孔放在待成面的共轭焦平面上。

本书共由十七章内容构成。第一章介绍的是光学显微镜，包括透镜和显微镜、油镜等内容。第二章对光学对比技术进行了阐述，暗视野、相位对比、偏振等内容都涵盖其中。第三章的主题是荧光和荧光显微镜，主要对荧光的产生、荧光显微镜的光学准备、光源等做了阐述。第四章对图像捕捉进行了描述，包括图像捕捉的光路配置、颜色记录、CCD相机、颜色捕捉等多个方面。作者在第五章介绍给读者的是共聚焦显微镜。第六章阐述的是数码影像，像素和立体像素、空间取样、时间取样等内容都在本章得到了详细的阐述。第七章介绍的是相差及其结果，包括几何相差、色彩相差等内容。第八章的主题是非线性显微镜，作者在本章对多光子显微镜、多光子显微镜的构建、二次谐波显微镜等内容都进行了详细的阐述。第九章介绍的是高速共聚焦显微镜，包括串联扫描显微镜、狭缝扫描显微镜、多点阵列扫描器等。第十章的对反卷积及图像处理进行了详细的描述。第十一章介绍的是三维成像，表面、3D世界的感知、共聚焦显微镜的限制、体式学等都是本章要阐述的内容。第十二章对绿色荧光蛋白进行了详细的描述。第十三章阐述的是荧光染色，作者在本章对免疫标记、抗体的种类、细胞组分和隔间的荧光染色等内容都进行了详细的描述。第十四章的主题是定量荧光，荧光强度的测量、膜电位是本章主要介绍的两个方面。第十五章对FILM,FRET及FCS等高级荧光技术进行了介绍。第十六章的主题是衰减波显微镜，包括近视野和易衰减波、近视野显微镜等内容。第十七章对衍射限制之外如结构光学等进行了详细的描述。

随着物理学中光学成像技术的不断发展，这些技术越来越多的被应用到生物学中。本书作者共用十七章内容，对细胞生物学中的光学成像技术进行了详细的介绍，包括光学显微镜、荧光显微镜、共聚焦显微镜、荧光染色等多个方面，内容丰富。由于光学成像技术在生物学中的广泛应用，本书能给生物学、医学等领域的科研人员及学生带来益处。

本书目录

引言：细胞生物学中的光学显微镜

贡献者

致谢

第一章光学显微镜

第二章光学对比技术

第三章荧光和荧光显微镜

第四章图像捕捉

第五章共聚焦显微镜

第六章数码影像

第七章相差及其结果

第八章非线性显微镜

第九章高速共聚焦显微镜

第十章反卷积及图像处理

第十一章三维成像：体式法及重建

第十二章绿色荧光蛋白

第十三章荧光染色

第十四章定量荧光

第十五章高级荧光技术：FILM,FRET及FCS

第十六章衰减波显微镜

第十七章衍射限制之外

附录A 显微镜的维护

附录B 显微镜下保持细胞的活性

附录C 植物和动物细胞的抗体标记：建议和样品日程表

附录D 用ImageJ处理图像

索引

（郑银珍）