【正确答案】光学显微镜技术至今仍然是细胞生物学研究的重要手段。现代分子细胞生物学技术与光学显微镜技术、图像技术等的结合使光学显微镜在研究细胞的结构和功能、生物大分子的定位、动态结构及其相互作用方面展示出了新的活力。
光学显微镜技术的发展主要有以下几个方面:①相差和微分干涉显微镜技术:主要原理是利用了光的衍射和干涉现象。相差显微镜和微分干涉显微镜主要用于观察活细胞及其细胞器的动态,产生较大的明暗反差,使样品具有很强的立体感。因此相差和微分干涉显微技术可以观察记录活细胞中颗粒及其细胞器的动态运动过程。录像增差显微镜技术是在微分干涉显微镜的基础上辅以计算机技术,可以达到更大的反差,甚至可以使单根微管也可以在光镜下辨别出来,该技术可以用来观察微管上颗粒的运动;②荧光显微镜技术:该技术是目前在光镜水平上对特异蛋白质等生物大分子定性定位研究的最有力的工具之一。荧光显微镜技术主要用于检测细胞上的特异荧光染料,它包括免疫荧光技术和荧光素直接标记技术。例如将标记荧光素的纯化肌动蛋白显微注射如培养细胞中,可以看到肌动蛋白分子组装成肌动蛋白纤维。将可产生荧光的绿色荧光蛋白基因与某种蛋白基因融合,在表达这种融合蛋白的细胞中,便可直接在活体状态下观察到该蛋白在活细胞中的动态变化。不同荧光素的激发光波长范围不同,所以同一样品可以用两种以上荧光素标记,以显示不同成分在细胞中的定位;③激光扫描共焦显微镜技术:激光扫描共焦显微镜大大减少了普通荧光显微镜下来自焦平面以外的荧光,增加了图像的反差和分辨率,由于该技术可以自动改变观察的焦平面,纵向分辨率得到改善,所以可以通过“光学切片”即改变焦点获得一系列细胞不同切面上的图像,经叠加后便可重构出样品的三维结构。激光扫描共焦显微镜在研究亚细胞结构与组分的定位及动态变化方面的应用越来越广泛;④荧光共振能量转移技术:该技术是检测活体中生物大分子纳米级距离和纳米级距离变化的有力工具,可用于检测某一细胞中两个蛋白质分子中是否存在直接的相互作用;⑤荧光漂白恢复技术:该技术使用与蛋白质或脂质偶联的亲脂性或亲水性荧光分子,如荧光素、绿色荧光蛋白等,检测活体细胞表面或细胞内部的分子运动以及在各种结构上分子动态变化率的大小。荧光漂白恢复技术不仅给出蛋白质运动的定型结果,更重要的是还给出了定量的信息,如扩散常数和蛋白移动率等,用于解决活细胞内包括蛋白定位、动力学以及其他成分相互作用等一系列问题。
【答案解析】