德国 Zeiss 激光扫描共聚焦显微镜快速操作手册
制作：Zeiss 光学仪器（上海）国际贸易有限公司 孙凯 时间：2009 年 6 月 适用机型：Zeiss LSM 710 倒置激光扫描共聚焦显微镜 软件平台：ZEN
一、系统组成
激光扫描共聚焦显微镜系统主要由四大部分组成：
- 电动荧光显微镜 — 光学主体，含物镜转换器、载物台、透射/反射光路
- 扫描检测单元 — LSM 710 扫描头，核心共聚焦成像部件
- 激光器 — 多波长激发光源（氩离子、二极管、氦氖等）
- 电脑工作站 — ZEN 软件控制与图像处理
其他附件：
- CO₂ 培养系统控制器（活细胞实验用）
- 稳压电源
- 防震光学平台
二、开机顺序
共 5 步，严格按顺序执行：
| 步骤 | 操作 | 注意事项 |
|---|---|---|
| 1 | 打开稳压电源（绿色按钮） | 等待 2 分钟，电压稳定后再开其他开关 |
| 2 | 主开关 MAIN SWITCH → ON 电脑系统 SYSTEMS/PC → ON 扫描硬件系统 COMPONENTS → ON | 三个开关均在主控制台上 |
| 3 | 打开电动显微镜开关 打开荧光灯开关 | 荧光灯有 5 档光强调节旋钮 |
| 4 | Ar 离子激光器主开关 → ON 顺时针旋转钥匙至「—」位置 | 预热 约 15 分钟 预热完成后将扳钮由 Standby 扳至 Laser run |
| 5 | 打开电脑开关，进入操作系统 | 键盘上也有电脑开关 |
三、ZEN 软件快速使用
3.1 软件启动
双击桌面 ZEN 图标，弹出对话框有两个选项：
- Start System — 初始化整个系统，用于激光扫描取图、分析等
- Image Processing — 不启动共聚焦扫描硬件，仅用于已存图像数据的处理分析
3.2 软件界面布局
ZEN 界面分为 10 个区域：
- 功能界面切换：Acquisition（扫描取图）、Processing（图像处理）、Maintain（维护，仅供 Zeiss 工程师使用）
- 动作按钮：Single / Start / Stop / New
- 工具组：多维扫描控制
- 工具详细界面
- 状态栏
- 视窗切换按钮
- 图像切换按钮
- 图像浏览/预扫描窗口
- 文档浏览/处理区域
- 视窗中图像处理模块
3.3 核心动作按钮
| 按钮 | 功能 |
|---|---|
| Single | 扫描单张图片，并在图像预览窗口显示 |
| Start | 开始扫描单张图片或一个实验流程（一组图片，如 XYZ、XYT 等） |
| Stop | 暂停/结束扫描 |
| New | 建立一个新图像扫描窗口/文档 |
3.4 光路切换（界面右上角）
| 模式 | 功能 | 说明 |
|---|---|---|
| Ocular | 眼睛观察 | 通过观察筒用肉眼观察，激光安全保护装置自动阻断激光 |
| Camera | 相机 | 光路切换至相机 |
| LSM | 共聚焦扫描 | 共聚焦扫描成像光路 |
四、显微镜设置（Light Path 面板）
4.1 基础操作流程
- 选择 Ocular 模式（肉眼观察）
- 打开 Light Path 面板
- 点击物镜图标，选择合适的物镜
- 对样品进行聚焦
4.2 Light Path 面板控件
| 控件 | 功能 |
|---|---|
| Transmitted Light Control | 透射光控制（亮度、色温） |
| Reflected Light Shutter | 反射光光闸控制 |
| Reflector | 荧光激发块选择 |
| Reflected Light Source | 反射光源（X-Cite 120 或 HBO 100 汞灯） |
4.3 TFT 触摸屏控制
显微镜本体可通过 TFT 液晶触摸屏进行控制，从「Home/主页」进入「Control/显微镜控制」界面。
常用控制项：
| 项目 | 功能 |
|---|---|
| Objectives | 物镜控制（切换倍率） |
| TL | 透射光光闸 |
| RL | 反射光光闸 |
| Reflector | 荧光激发块控制（荧光观察时选对应激发块） |
| Light path | 光路设置：Eyepiece（目镜）/ Sideport L（左侧共聚焦光路）/ Frontport（前侧相机） |
触摸屏使用注意：
- 手指保持清洁干燥，严禁戴手套操作（防止污染/危险样品接触）
- 不要大力按压（已足够灵敏）
- 不要旋转、插拔触摸屏
五、共聚焦 LSM 扫描设置
5.1 切换至共聚焦光路
点击 ZEN 界面右上角的 LSM 按钮，系统切换至共聚焦扫描光路。
5.2 Smart Setup 光路配置
- Smart Setup — 自动预设光路
- 操作：选取「荧光探针」→「颜色」→「扫描方法」→ 点 Apply 应用
- 三种扫描策略：
| 策略 | 特点 | 扫描方式 |
|---|---|---|
| Fastest | 最快速扫描 | 多条激光谱线同时扫描 |
| Best signal | 最佳信号扫描 | 多条激光谱线顺序扫描 |
| Best compromise | 折中扫描 | 兼顾速度与信号 |
5.3 扫描图像参数（Acquisition Mode）
| 参数 | 说明 | 典型值 |
|---|---|---|
| Objective | 物镜 | Plan-Apochromat 63x/1.4 Oil DIC |
| Scan Mode | 扫描模式 | Frame（帧扫描） |
| Frame Size | 帧尺寸 | X=512, Y=512（支持 X*Y 联动、Optimal 最优） |
| Speed | 扫描速度 | 档位 9（支持 Max 最大速度） |
| Pixel Dwell | 像素驻留时间 | 1.60 μsec |
| Scan Time | 单帧扫描时间 | 3.93 sec |
| Averaging | 图像平均 | Number=4 次 |
| Bit Depth | 位深 | 8 Bit |
| Scan Area | 扫描区域 | 可自定义 |
5.4 通道精细调节（Channels）
每个通道有 5 项可调参数，调节原则如下：
| 参数 | 作用 | 调节原则 |
|---|---|---|
| Pinhole（针孔） | 控制共聚焦效果 | 一般设为 1 AU；值越大信号越强但共聚焦效果降低；越接近 1AU 越好 |
| Master Gain（主增益） | 光电倍增管增益 | 增大则信号和噪音都增强；Gain 值越小越好（保证图像质量前提下） |
| Digital Offset（数字偏移） | 扣除背景噪音 | 会同时扣除标本信号；越接近 0 越好 |
| Digital Gain（数字增益） | 数字放大 | 增大则信号和噪音都增强；越接近 1.0~1.2 越好 |
| 激光强度 | 激发光功率 | 越高信号越强但噪音也增强，标本更易漂白/淬灭；强度越低越好 |
调节方法：选择 Continuous（连续扫描），一边预览一边精细调节各通道参数。效果满意后先 Stop，再点 Single 或 Start 完成正式扫描。
5.5 激光器配置（Laser 面板）
标准配置 4 种激光器：
| 激光器 | 波长（nm） | 功率 |
|---|---|---|
| Argon（氩离子） | 458, 488, 514 | 25.0 mW（连续模式） |
| Diode 405-25（二极管） | 405 | 25.0 mW |
| HeNe 543（氦氖） | 543 | 1.2 mW |
| HeNe 633（氦氖） | 633 | 5.0 mW |
Argon 激光器详情：最大功率 30.0 mW，波长 458/477/488/514 nm，管电流 6.0 A。
六、图像保存
三种保存方法：
- File 菜单 → Save 或 Save As
- 点击界面右下角保存按钮
- 点击工具栏保存按钮
另外，通过 File → Export 可将图像导出为其他格式（如 TIFF 等）。
七、关机顺序
共 8 步，严格按顺序执行：
| 步骤 | 操作 | 注意事项 |
|---|---|---|
| 1 | 关闭软件：File → Exit，退出 ZEN | |
| 2 | 关闭主电脑操作系统、显示器电源 | |
| 3 | 关闭荧光灯电源 | |
| 4 | 关闭电动显微镜电源 | |
| 5 | 关闭 Ar 激光器： 扳钮从 Laser run → Standby 钥匙逆时针从「—」旋到「O」 等待 8-10 分钟，风扇停止后 主开关按到 OFF | ⚠️ 切记：必须等风扇停止才能关主开关 |
| 6 | COMPONENTS → OFF SYSTEMS/PC → OFF MAIN SWITCH → OFF | 与开机顺序相反 |
| 7 | 等灯箱充分冷却后，再放防尘罩 | |
| 8 | 长时间（>5小时）不使用时，关闭稳压电源 |
八、系统维护（11 条注意事项）
- 稳压电源：开启后等待 2 分钟电压稳定，再开其他开关
- 激光器：严格遵守开/关流程（详见 2.1、2.4 节）
- 油镜清洁：用过油镜或物镜表面脏时，用擦镜纸清洁前表面。清洁液配方：无水乙醇 30% + 无水乙醚 70%
- 荧光灯：不使用荧光时不开荧光灯，避免频繁开/关
- 防尘罩：灯箱充分冷却后再小心盖上
- TFT 触摸屏：手指清洁干燥、禁戴手套操作；不要大力按压；不要旋转插拔
- 数据刻录：用刻录光驱刻录数据，实验前准备好光盘
- ⚠️ 切记：严禁在共聚焦电脑上使用 U 盘、移动硬盘或上网！！！（防止计算机病毒）
- 软件安装：未经授权，严禁自行安装任何软件！！！
- 环境温湿度：实验室温度 22℃±2℃，湿度 40%-60%
- 空调：避免空调直接对着显微镜吹风
- 环境清洁：整个实验过程注意保持显微镜周围环境清洁
九、与其他 Zeiss 手册对比
| 手册 | 来源 | 页数 | 侧重点 |
|---|---|---|---|
| Zeiss 710 Confocal Microscope User Guide | 康奈尔 BRC 成像中心 | 23 页 | 英文，面向研究人员，覆盖 Z-Stack/Time Series/Tile/FRAP 等高级功能 |
| Zeiss LSM 800 user guide | IREC/UCLouvain | 28 页 | 英文，LSM 800 + Airyscan，ZEN Blue 版 |
| Zeiss LSM 710 SIM 超分辨操作手册 | Biovis/Matyas Molnar | 22 页 | 英文，SIM 超分辨专用，共聚焦+SIM 两用 |
| 本手册 | Zeiss 上海（孙凯） | 14 页 | 中文，LSM 710 基础操作，开机→成像→关机全流程，面向国内用户 |
本手册是四本 Zeiss 资料中唯一的中文版快速操作指南，内容精炼，适合日常快速查阅和新人培训，但不涉及 Z-Stack、时间序列、Tile Scan、FRAP 等高级扫描功能（需参考康奈尔版或 LSM 800 版）。
关联笔记：