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熒光顯微鏡通過激發樣品內部的某些細胞結構或者分子等，使他們進入到激發態，當它們回到基態時，會釋放出可見光區的光，通過放大并檢測此熒光來生成圖像。因為熒光只從被激發的分子發射出來，所以它可以提供高度選擇性的成像能力。
優點：
1、高靈敏度：可檢測單分子水平的熒光信號。
2、高特異性：通過熒光標記實現目標分子的選擇性觀察。
3、多通道成像：可同時檢測多種熒光標記。
4、非侵入性：適用于活細胞成像。
缺點：
1、光漂白：熒光物質在持續激發下會逐漸淬滅。
2、光毒性：高強度激發光可能損傷活細胞。
3、背景熒光：樣品自發熒光或雜質熒光可能干擾觀察。
4、成本高：設備昂貴，維護復雜。
熒光顯微鏡用于研究細胞內物質的吸收、運輸、化學物質的分布及定位等。細胞中有些物質，如葉綠素等，受紫外線照射后可發熒光；另有一些物質本身雖不能發熒光，但如果用熒光染料或熒光抗體染色后，經紫外線照射亦可發熒光，熒光顯微鏡就是對這類物質進行定性和定量研究的工具之一。通過熒光標記技術實現了對生物和非生物樣本的高靈敏度、高特異性觀察。其類型多樣，應用廣泛，從常規細胞觀察到超分辨率成像，均可滿足不同研究需求。
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