显微镜在生命科学领域有着广泛而重要的应用，以下是一些具体的方面：

病理学诊断：在病理学领域，显微镜被广泛用于观察和分析人体组织和器官的病理变化。病理医生通过对病变组织和正常组织的对比观察和分析，能够对疾病进行诊断、评估病情的严重程度并制定相应的治疗方案。

• 可以结合生化染色技术，用荧光显微镜帮助观察细胞的内部景象，如皮下的淋巴管和血管的结构等。通常通过抗体与抗原的结合，在特殊抗体上带上荧光，这些抗体可以识别特定的细胞骨架蛋白等，只有在相应区域才会显示荧光，从而观测到不同细胞的亚群和其内部结构。

• 组织和细胞中的定量荧光测定：可以从固定和荧光染色的标本以单波长、双波长或多波长模式，对单标记或多标记的细胞及组织标本的共聚焦荧光进行数据采集和定量分析，同时还能利用沿纵轴上移动标本进行多个光学切片的叠加，形成组织或细胞中荧光标记结构的总体图像，以显示荧光在形态结构上的精确定位，常用于原位分子杂交、肿瘤细胞凋亡观察、单个活细胞水平的 DNA 损伤及修复等定量分析。

• 细胞间通讯的研究：动物和植物细胞中缝隙连接介导的胞间通信在细胞增殖和分化中起着重要作用。共聚焦显微镜可通过观察细胞缝隙连接分子的转移来测量传递细胞调控信息的一些离子、小分子物质，该技术可用于研究胚胎发生、生殖发育、神经生物学、肿瘤发生等过程中缝隙连接通讯的基本机制和作用，也可用于鉴别对缝隙连接作用有潜在毒性的化学物质。

• 细胞物理化学测定：能够对细胞形状、周长、面积、平均荧光强度及细胞内颗粒数等参数进行自动测定，还能对细胞的溶酶体、线粒体、内质网、细胞骨架、结构性蛋白质、DNA、RNA、酶和受体分子等细胞内特异结构的含量、组分及分布进行定量、定性、定时及定位测定。

• 细胞内钙离子和 pH 值动态分析：是测量若干种离子浓度并显示其分布的有效工具，对焦点信息的有效辨别使在亚细胞水平显示离子分布成为可能。利用荧光探针，共聚焦显微镜可以测量单个细胞内 pH 和多种离子（如 Ca2+、K+、Na+、Mg2+等）在活细胞内的浓度及变化。与电生理记录装置加摄像技术相比，它可以提供更好的亚细胞结构中钙离子浓度动态变化的图像，这对于研究钙等离子细胞内动力学具有重要意义。

• 三维图像的重建：通过对同一样品不同层面的实时扫描成像，进行图像叠加可构成样品的三维结构图像。其优点是可以对样品的立体结构进行分析，能十分灵活、直观地进行形态学观察，并揭示亚细胞结构的空间关系。

• 荧光漂白恢复技术：利用该方法，当一个细胞内的荧光分子被激光漂白或淬灭而失去发光能力时，邻近未被漂白细胞中的荧光分子可通过缝隙连接扩散到已被漂白的细胞中，使荧光逐渐恢复。通过观察已发生荧光漂白细胞其荧光恢复过程的变化量，可以分析细胞内蛋白质运输、受体在细胞膜上的流动和大分子组装等细胞生物学过程。

• 长时程观察细胞迁移和生长：活细胞观察通常需要一定的加热装置及灌注室，以保持培养液的适宜温度及 CO2 浓度的恒定。目前的共聚焦显微镜，其光子产生效率已大大改善，与更亮的物镜和更小光毒性的染料结合后，可以减小每次扫描时激光束对细胞的损伤，从而用于数小时的长时程定时扫描，记录细胞迁移和生长等细胞生物学现象。

• 在细胞及分子生物学基础研究中的应用：应用照明针与检测孔共轭成像，有效抑制了焦外模糊成像并可对标本各层分别成像，对活细胞进行无损伤的“光学切片”，这种功能也被形象地称为“显微 CT”。它还可以对贴壁的单个细胞或细胞群的胞内、胞外荧光作定位、定性、定量及实时分析，并对胞内成分如线粒体、内质网、高尔基体、DNA、RNA、Ca2+、Mg2+、Na+等的分布...