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激光掃描共焦顯微術的基本原理是，在細胞內(nèi)一個任意選定的深度上將激光束聚焦成線度接近單個分子的極小的斑點，并在細胞內(nèi)一定深度的層面上進行掃描，通過光學系統(tǒng)，即可得到細胞一個層面的清晰圖象。連續(xù)改變激光的聚焦深度，在一系列的層面上進行掃描，最后獲得整個細胞的三維圖象。利用目前已達上千種與細胞內(nèi)不同分子（或離子）特異性結合的熒光探針，人們就可以直接觀測活細胞中各種重要生物分子的位置、運動以及與其它分子的相互作用等。例如觀測細胞骨架上的微管、微絲與中間纖維，觀察信號轉導通路上的各種重要的酶與信使分子，還可利用基因重組技術將自身已有的熒光蛋白引入細胞，用激光掃描共焦顯微鏡研究基因的表達、細胞內(nèi)蛋白質(zhì)的相互作用與細胞內(nèi)的“交通”等。熒光探針和熒光蛋白與激光共焦顯微術的結合，使人們能夠看到細胞內(nèi)一個既復雜又異彩紛呈的世界。