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實(shí)驗(yàn)背景
流式細(xì)胞儀與微流控技術(shù)，為細(xì)胞及細(xì)胞核成像提供新的路徑。傳統(tǒng)流式細(xì)胞儀在細(xì)胞核成像檢測(cè)方面存在檢測(cè)通量低，熒光信號(hào)微弱等局限，故某光學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)一種基于高靈敏度sCMOS科學(xué)相機(jī)并集成在自組熒光顯微鏡的微流控細(xì)胞核成像系統(tǒng)，提升微流控芯片中熒光微球檢測(cè)的穩(wěn)定性與分辨率，為醫(yī)學(xué)研究提供可靠的檢測(cè)裝置。
實(shí)驗(yàn)設(shè)備
1）千眼狼Revealer Gloria 4.2 sCMOS科學(xué)相機(jī)，具有高靈敏度、低讀出噪聲、高動(dòng)態(tài)范圍的特點(diǎn)，分辨率2048×2048，讀出噪聲＜1.2e-。
2）自組顯微鏡，含LED激光光源、光學(xué)平臺(tái)。
3）微流控芯片，搭載熒光標(biāo)記微球。
4）RPC科學(xué)相機(jī)成像軟件。
實(shí)驗(yàn)步驟
1）搭建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，將Gloria 4.2 sCMOS相機(jī)安裝到自組顯微鏡上，同時(shí)將微流控芯片放置在顯微鏡載物臺(tái)上，讓LED激光光源均勻照射微流控芯片。
2）設(shè)置科學(xué)相機(jī)參數(shù)，Binned模式1×1，曝光時(shí)間10ms，幀率50fps，低噪聲模式。
3）進(jìn)行背景校正與圖像增強(qiáng)，無(wú)樣品狀態(tài)下點(diǎn)擊“抓拍”按鈕獲取背景參考圖，勾選“背景校正”，自動(dòng)扣除環(huán)境雜散光。
4）觸發(fā)輸入設(shè)置為外部邊沿觸發(fā)模式，信號(hào)選擇上升沿，信號(hào)延遲為0μs，與微流控流速保持協(xié)同。
5）預(yù)覽模式下實(shí)時(shí)觀察染色細(xì)胞核圖像，微調(diào)熒光光路、Gloria 4.2sCMOS相機(jī)，點(diǎn)擊工具欄“對(duì)比度”圖標(biāo)，選擇自動(dòng)，擴(kuò)展弱熒光信號(hào)的灰度范圍。手動(dòng)調(diào)整灰度上下限，優(yōu)化微球與背景區(qū)分。開(kāi)始正式采集，使用ROI工具框選微球流動(dòng)區(qū)域，統(tǒng)計(jì)平均灰度值及信噪比SNR。
6）圖像實(shí)時(shí)處理與后處理，RPC科學(xué)相機(jī)成像軟件可點(diǎn)擊“偽彩”按鈕，將灰度圖像映射成偽彩圖，利于直觀觀察細(xì)胞核的熒光信號(hào)分布和強(qiáng)度變化。“分析模塊”可批量導(dǎo)出TIF或CSV格式數(shù)據(jù)，包含每幀的熒光強(qiáng)度、噪聲指標(biāo)等。
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
本次實(shí)驗(yàn)清晰采集到微流控?zé)晒馕⑶虻膱D像數(shù)據(jù)序列，所采集到的圖像清晰、無(wú)明顯噪聲：
實(shí)驗(yàn)結(jié)論
本實(shí)驗(yàn)的成功為進(jìn)一步研發(fā)流式細(xì)胞儀細(xì)胞核成像檢測(cè)裝置提供了有力支持，驗(yàn)證了將具有高靈敏度、高動(dòng)態(tài)范圍、高速、低讀出噪聲的Gloria 4.2sCMOS相機(jī)集成到自組顯微鏡的微流控成像方案的可行性，且在高動(dòng)態(tài)范圍、低噪聲特性、成像軟件的易用性上的體驗(yàn)優(yōu)于對(duì)標(biāo)的進(jìn)口設(shè)備。本實(shí)驗(yàn)后續(xù)將在熒光光路系統(tǒng)上進(jìn)一步優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、儀器化，以適配流式細(xì)胞儀高通量檢測(cè)的需求，為醫(yī)學(xué)成像設(shè)備的選型提供參考。
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