蔡司显微镜小编告诉你，早在32亿年前，地球上就出现了微生物。近年来，这一与人类健康密切相关的研究领域越来越活跃。随着荧光标记技术和成像技术的进步，肉眼难以观察到的微生物逐渐被了解：例如，微生物的生物膜、菌落形态和组成、微生物的感染过程，甚至那些分辨率更高的微生物要求。微生物亚细胞结构定位。通常，从荧光成像设备的分辨率来看，宽视场荧光显微镜→激光共聚焦显微镜→超分辨率荧光成像设备的分辨率依次增加，比动物细胞小10倍以上。面对微生物。微生物，我们该如何选择合适的成像设备？通过以下三个案例，让我们来看看微生物在不同设备下的真实面目。

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PNAS/微米尺度下的人类口腔微生物地理形态

微生物复杂的空间群落对于理解群落中各类群间的相互作用至关重要，本文引入为生物地理学的概念，研究微生物的分布与环境在微米尺度上的关系。借助DNA测序提供的不同类群丰富的基因组序列信息，研究人员利用荧光原位杂交技术同时标记9种类群的微生物，通过激光共聚焦显微镜光谱成像，发现人类牙菌斑的多属且高度组织化的微生物群落——独特的“多属联合体”。共聚焦多层采集重构出的3D结果显示，联合体尺寸从几十微米到几百微米不等，由一个放射状排列的9个单元组成，丝状、棒状杆菌围绕在其周围。并且该联合体呈现出单个类群空间排布的差异性：比如厌氧类群倾向于内部定位，而兼性或专性需氧类群倾向于排列在联合体外部；代谢产物乳酸的生产者和消费者往往彼此靠近等。丰富的结构差异影响微生物的生理和生态特性，这为理解微生物组织、代谢和系统生物学提供了重要的空间模型和组织框架。

亮点：在可见光范围内选择的多色荧光染料，分别标记不同细菌，本文选择9种荧光标记，极易出现串色，利用蔡司激光共聚焦显微镜的光谱分光特性以及光谱拆分（点击查看），可以准确区别9种标记避免串色。同时，利用共聚焦良好的光切效果，进行多层扫描获得xyz三维立体数据，重构菌落立体结构。

▲左图：牙菌斑中的“花椰菜”结构，主要由樟脑菌属、链球菌属、嗜血杆菌/聚集菌和脉管菌组成，其中还分散排布普雷沃菌、罗西亚菌和噬帽菌。右图：牙菌斑中复杂的“玉米芯”结构。设备：LSM 780

▲图示：通过光学多色成像数据，构建的牙菌斑的刺猬状菌落模型。链球菌和放线菌的生物膜上结合棒状杆菌菌丝，在菌丝远端被球状菌（链球菌、卟啉单胞菌等）包裹形成玉米穗状结构，丛生的奈瑟菌包围在菌落外侧。外侧的细菌构建了一个富二氧化碳低氧的环境，厌氧菌在内部生长。

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