共聚焦显微镜也叫激光扫描共聚焦显微镜，普遍用于荧光成像和细胞分析，它成像清晰、放大倍数大、分辨率高，是生物医学领域中强有力的研究工具。

共聚焦显微镜原理

共聚焦显微镜是由显微镜光学系统、激光光源、扫描器及检测及处理系统4部分组成，采用相干性较好的激光作为光源，在传统光学显微镜基础上采用共轭聚焦原理和装置，并利用计算机对图象进行处理的一套观察、分析和输出系统。

如下图所示，激光扫描束通过光栅针孔形成点光源，经过分光镜反射至物镜，聚焦在在标本上并进行扫描。样品受到激发后，发出的荧光回到分光镜聚集到探测针孔，Z后经过光电倍增管转化为电信号传输到计算机上显示为清晰的焦平面图像。激发光通过光栅针孔聚焦在样品上，荧光通过物镜聚焦在针孔上，此过程中形成两次聚焦，故被称为共聚焦显微镜。

普通生物样品切片结构复杂并且有一定厚度，利用普通荧光显微镜进行观察时，样品发射的荧光相互叠加，图像分辨率大大降低。

共聚焦显微镜的共聚焦成像能有效抑制焦平面外的杂散光和非测量光进入探测器，实现单一焦层面成像，使分辨率大为提高。载物台沿横向均匀移动时，可形成清晰的单层图像，沿纵向移动，可实现样品不同深度的逐层扫描，经过三维重建得到样品的三维立体结构，即所谓的“光学CT”。使用荧光探针对样品进行标记后再运用共聚焦显微镜观测，不仅可观察固定的各种细胞和组织结构，还可对活细胞的形态、结构、离子等进行定性定量定时观察及测定。

共聚焦显微镜的发展历史

1665年，diyi台光学显微镜的问世，为人类打开了微观世界的大门，成为研究生物器官、组织和细胞的重要工具，极大地推动了生命科学相关领域的发展。随着现代科学技术的飞速发展，以及医疗、生命科学、材料科学以及相关工业领域等的广泛应用需求，人们对微观事物的认知要求已不仅局限于二维图像观测，同时需要对微小物体的三维结构进行了解和研究。普通显微镜原理为物面前后一定厚度内飞所有断层图像的叠加，已无法达到应用需求。

1951年，提出了飞点扫描显微镜的概念，打破传统光学显微镜将整幅图像同时成在系统像面上的方法，转而通过扫描激光光点与样品之间的相对运动，建立物点与像面点间的对应关系。1957年，首次阐述了扫描共聚焦显微镜技术的基本原理。

1985年，共聚焦显微镜随着光学、视频和计算机等技术飞速发展而诞生。与以往的普通荧光显微镜相比，共聚焦显微镜具有高分辨率、高灵敏度、可三维重建和动态分析等优点，使拍摄的图像更为清晰精确和数字化，这些特征使它可以同时用于研究和分析静态及动态变化过程中的细胞结构。

20世纪90年代，共聚焦显微镜才开始商品化，但是随着技术的不断发展和完善，该仪器的性能也得到快速的改进和提升。共聚焦显微镜广泛应用于组织学、细胞生物学、生理学和病理学等研究领域中。

共聚焦显微镜发展趋势

共聚焦显微镜在技术层面上为了获得更好的观察效果，着力于从提高分辨率、降低光毒性、提高扫描速度、厚样品观察、活体观察等方面提升技术水平。目前来看Z有效，对共聚焦显微镜技术推动Zda的是超高分辨率显微术，突破光学极限使研究者能够获得更精细的细胞结构，有利于研究者更深刻的认识生命活动。共聚焦显微镜技术下一步的研究重点应该集中在以下几点：

1、更快的扫描速度

目前共聚焦扫描速度受限于扫描设备的机械结构，要想获得更快的扫描速度只能牺牲分辨率。而很多生物过程非常迅速，目前仍然无法检测。

2、更wan美的超高分辨率技术

目前超高分辨率技术有STORM、PALM、STED和SSIM几种技术，分辨率从20～200nm不等，但是各种技术均有一定缺陷，例如在样品处理、Z轴方向、光毒性等方面还不近wan美，在实际观察中往往很难达到极限分辨率。

3、更强的兼容性

共聚焦显微镜技术涉及到多种激发方式，例如上文提到的多光子和光片式观察，相干反斯托克斯拉曼散射在理论上可以公用一套激光系统。超高分辨率显微术可以搭配白激光技术。但目前由于各公司的专利问题，在成套性和兼容性上尚有改进余地，目前的设备并无法充分发挥应用的技术优势。