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图片来源:Adam Frank/shutterstock.com
共聚焦显微镜利用激光扫描技术和光学筛选来创建样本组织或物体的详细图像。马文·明斯基(Marvin Minsky)在1955年发明了第一台共聚焦显微镜，并于1957年为这个想法申请了专利。然而，技术的进步需要时间来充分利用这些显微镜的潜力。快进到2019年，共聚焦显微镜在任何研究生物分子结构的大学或研究机构中都是名副其实的主食。
高度细节
共聚焦显微镜的第一个主要好处是可以达到的细节水平。由于水平分辨率为0.2微米，垂直分辨率为0.5微米，共焦显微镜和反褶积显微镜可以打破分辨率限制。
要理解这是如何实现的，重要的是要简单了解共聚焦显微镜是如何工作的。与传统的宽视场显微镜一样，共焦显微镜使用一系列的镜子，然而，当它们使用聚焦的电子束精确地对准研究中的样品时，它们是分开的。
样品的目标部分在安装和固定在显微镜载玻片上之前将被荧光标记。这些荧光蛋白被电子束激发，从而发出光。然后，显微镜腔内的二色镜(也称为二色镜)可以感知到这种光，并将其导向光电倍增管。
在光电倍增管接收到光之前，光通过针孔孔径进行屏蔽，而来自样品的其他光(在被观察的焦平面外或不在焦平面内)被屏蔽。通过针孔孔的光子在光电倍增管中被放大，信号被计算机接收。
通过在样本上逐点扫描激光，逐像素生成图像，以产生观测对象的令人难以置信的详细数字渲染。
荧光是关键
荧光标记技术在共聚焦显微镜中的应用和必要性是一个明显的优势。在过去的一个世纪里，许多不同的荧光蛋白标签被开发出来，以帮助分离和成像生物结构中的不同分子。这样做的好处是可以发展细胞系，改变细胞系，使其具有多种不同的荧光蛋白标签。当被激发时，它们都会发出不同颜色的光。
当使用共聚焦显微镜渲染图像时，这是非常有用的，因为它允许非常明显的结构分离和容易感知它们的不同位置。重要的是，这是没有应用假颜色后的图像已渲染(这是常见的电子显微镜)。
二维和三维重建
在此基础上，共聚焦显微镜可以产生三维(3-D)图像，以及大多数显微镜提供的标准二维(2-D)图像。由于共聚焦显微镜可以通过使用连续的激光扫描样品来打破分辨率障碍，因此有可能绘制出细胞每个荧光标记部分的三维图像。然后，这些图像可以重新组合在一起，形成一个详细的结构图。
总结
虽然没有显微镜是完美的，但它们都有各自的优点。在过去，关于共聚焦显微镜和反褶积显微镜是否提供了细胞超微结构的精确示意图存在争论。然而，在过去的62年里，共聚焦显微镜已经成为实验室的主要设备，对于精确和详细地观察生物分子是必要的。
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