生命科学前沿方案 / 细胞活力评估专栏
奥林巴斯 CKX53 倒置荧光显微镜在 AO/PI 活死细胞双色荧光染色检测中的应用方案
基于高对比度 LED 荧光与无菌超净台无缝适配的活细胞分析指南 · |
本文快捷目录与摘要导读 (Table of Contents)
• 01. 方案背景与 AO/PI 双色荧光检测原理(排除原代杂质干扰)
• 02. CKX53 倒置显微镜 4 大核心硬件与技术支撑(带 6 张实物原图解析)
• 03. 标准化 5 步实施流程指南
• 04. 典型双色成像结果与数据比对
• 05. 专家注意事项与镜头保养维护 |
图 1:奥林巴斯 CKX53 组织培养倒置荧光显微镜整体结构
SECTION 01 | 方案背景与 AO/PI 双色荧光检测原理
在细胞生物学、药物筛选、肿瘤学评估及原代细胞提取过程中,精准鉴别细胞存活状态是核心检测步骤。吖啶橙(Acridine Orange, AO)与碘化丙啶(Propidium Iodide, PI)联合使用的双色荧光染色法,能够特异性标记质膜完整性。相比于传统台盼蓝明场染色,AO/PI 双色荧光法能够有效排除原代样品中的无核红细胞、碎片及杂质干扰,具有更高的检测特异度与准确率。
| 荧光探针 |
膜穿透特性 |
胞内分子靶点与反应机制 |
激发/发射光谱及适配镜组 |
吖啶橙 (Acridine Orange, AO)
[ 绿色荧光 ] |
膜透过型
(脂溶性) |
可自由穿透膜结构完整的活细胞与死细胞,与双链 DNA 结合发出强绿色荧光 |
Ex: 488 nm / Em: 525 nm
(匹配 FITC/GFP 绿光镜组) |
碘化丙啶 (Propidium Iodide, PI)
[ 红色荧光 ] |
非膜透过型
(仅透过受损膜) |
无法穿透完整活细胞膜;仅当细胞死亡质膜受损时进入胞内,与双链 DNA 结合发出红色荧光(产生 FRET 效应吸收遮盖绿光) |
Ex: 535 nm / Em: 617 nm
(匹配 TRITC/CY3 红光镜组) |
SECTION 02 | CKX53 倒置荧光显微镜核心硬件与技术支撑
2.1 多通道电动荧光与长寿命大功率 LED 集成光源
CKX53 配备多达 5 个荧光通道观察能力,标准荧光配置包含大功率 LED 集成光源与电动控制荧光通道转换。LED 光源发光稳定、无预热等待且使用寿命长。匹配高透过高截止带通滤色片镜组(标配 FITC、TRITC、DAPI 镜组),即便在弱荧光信号下也可获取高对比度、高信噪比的图像。
2.2 专有“遮光板”(Lighting Shield)设计,实现明亮环境下的荧光观察
传统荧光显微镜强依赖暗室环境,而 CKX53 专有的遮光板设计可有效阻挡外界光线干扰,增加荧光图像反差,使得实验人员无需关闭实验室照明,直接在明亮环境中即可获取清晰的 AO/PI 双色荧光图像。在需要相衬观察时,遮光板可轻易移出光路。

图 3:CKX53 专有遮光板(Lighting Shield)结构
2.3 整合相衬 (iPC) 系统与“反衬” (IVC) 3D 观察技术
CKX53 配备 iPC 系统,在 4X 到 40X 之间切换物镜时无需更换相衬环即可获得高反差相衬图像,大幅提升定位寻找视野的效率。此外,新研发的反衬(Inversion Contrast, IVC)技术利用更窄的景深,为透明细胞标本提供无光晕、无定向阴影的 3D 立体清晰图像。
2.4 超净台无菌适配与人体工程学设计
CKX53 重量仅约 7kg,外形紧凑且涂有防紫外涂层,可直接置于超净台内使用超净台紫外灯照射消毒。45 度角倾斜光路、前置电源开关与右侧光路切换钮,结合 CKX3-MVR 手动载物台,使细胞取样、对焦及拍摄操作顺畅自然。
图 5:CKX53 超净台无菌观察与紧凑便携机身设计
核心配置优势与扩展能力:
• UIS2 (万能无限远校正) 光学系统:提供高分辨率与优异的透光性能,确保荧光信号损失极小度化。
• 细胞计数仪 R1 联动扩展:配合细胞计数仪可实现快捷的活/死细胞自动计数,加速整个细胞培养与活性分析流程。 |
SECTION 03 | AO/PI 双色荧光检测标准解决方案流程
STEP 01 | 试剂配制与样品洗涤
- 工作液配制:用 PBS 缓冲液将 AO 与 PI 母液稀释成工作液(AO 约 5–10 μg/mL,PI 约 10–20 μg/mL),避光保存。
- 样品洗涤:细胞样品用温育的 PBS 洗涤 1–2 次,消除培养基成分及血清干扰。
STEP 02 | 样品混合染色与短时温育
- 混合染色:按 1:1 比例将工作液与细胞悬液混合(或加至培养孔)。
- 避光温育:室温避光孵育 5–10 分钟。建议在 20 分钟内完成上样与图像采集。
STEP 03 | CKX53 快速上样与相衬定位
- 放置样品:样品放置于 CKX53 载物台上,调节标本夹固定。
- 相衬寻焦:开启 LED 明场光源,利用 iPC 整合相衬系统(4X–40X 免换环)或 IVC 模式快速对焦定位。
STEP 04 | 遮光保护与双色荧光采集
- 展开遮光板:展开 CKX53 专有遮光板,直接遮挡室内环境光。
- FITC 通道:切至 FITC 绿光镜组采集活细胞图像。
- TRITC 通道:电动切换至 TRITC 红光镜组采集死细胞图像。
STEP 05 | 图像融合与存活率定量评估
数据传输与叠加:通过相机接口将图像传输至电脑进行 Overlay/Fusion 叠加。
存活率计算:统计全视野内绿光活细胞(Live)与红光死细胞(Dead),计算细胞存活率:Vitality (%) = [Live / (Live + Dead)] × 100%。
SECTION 04 | 典型图像结果与数据评估
| 观察模式/通道 |
标本荧光形态特征 |
CKX53 成像优势表现 |
FITC 通道
(Ex 480-495nm) |
活细胞
质膜完整,胞质/胞核呈强黄绿荧光 |
大功率 LED 均匀照明(FN22 大视野),无边缘光衰;透光率高,活细胞形态清晰。 |
TRITC 通道
(Ex 530-550nm) |
死细胞 / 膜受损细胞
质膜破损,胞核呈显著红色荧光 |
高截止带通滤色片有效抑制背景自发荧光,死细胞胞核红光对比度显著,识别准确。 |
双通道 Fusion 叠加 /
相衬 Overlay |
综合存活率评估
准确区分活细胞、死细胞及无核杂质 |
相衬(iPC/IVC)与荧光图谱叠加无位置偏移,遮光板保障明亮环境下高信噪比。 |
SECTION 05 | 规范操作注意事项与设备保养建议
[ FAQ / TIPS 01 | 孵育时间控制 ] AO/PI 与核酸结合迅速,染色后建议在 20 分钟内完成观察。时间过长可能导致 AO 浓度变化或 PI 被活细胞少量内吞造成假阳性。
[ FAQ / TIPS 02 | LED 激发强度调控 ] 充分利用 CKX53 电动荧光系统的光源调控功能,在满足对比度的前提下适度调低激发功率,延长荧光抗淬灭时间。
[ FAQ / TIPS 03 | 无菌超净台紫外保护 ] CKX53 机身具备防紫外涂层,置于超净台开启紫外灯灭菌前,请盖好物镜防护罩及目镜盖,保护光学镜片防老化。
[ FAQ / TIPS 04 | 载物台与部件清洁 ] 载物台透明中心板如沾染培养基或染色液,应用 75% 乙醇湿润无尘纸轻轻擦拭,避免有机溶剂残留损伤材质。