大数跨境

蔡司光学课 | 如何避免显微成像拼图时出现拼痕/阴影

蔡司光学课 | 如何避免显微成像拼图时出现拼痕/阴影 广州千江企业集团
2022-11-28
0
导读:蔡司君教你如何避免显微成像拼图时出现拼痕和阴影!


随着生命科学研究水平的不断提高,研究者们都希望在看到样品高分辨细节的同时,获得样品的全貌,这样既获得结构信息,又能获得空间信息。但由于高分辨物镜的视野通常都较小,大部分时候只能拍到局部。


因此需要通过拼图功能,才能在获得高分辨细节同时,观察到样品的全貌。无论你是做拼图成像的新手还是老手,可能时不时会遇到如下图严重的阴影以及拼痕。


▲ 大视野图像出现明显的阴影和拼痕


拼图出现拼痕和阴影的主要原因,多数是由于不均匀照明,使得视野有暗角所导致的,如下图所示。导致这些暗角的,既有硬件原因,也有可能是成像参数原因,或者是图像处理的问题。今天蔡司君就带你一步步进行排查。


▲ A. 照明均匀的视野,四个角没有明显的暗角;B. 照明不均匀的视野,四个角有明显的暗角。




硬件原因


物镜


当物镜表面有污染,对信号有遮挡,就会导致视野亮度不均匀。因此,拼图实验前对物镜的清洁尤其重要,有很大一部分拼图实验中出现的阴影都可以通过物镜的清洁解决。如何清洁物镜、怎么知道物镜是否已清洁干净,可以参考蔡司空中教室视频


▲ 污染物镜 (A) 不仅会使图像模糊,而且还会导致照明不均匀;清洁后的物镜 (B) 既能获得清晰锐利的图像,而且视野没有暗角。


样品夹


当样品夹没有卡好,导致样品高低不平,也会产生严重的阴影。因此可以通过轻轻按压载物台的两个角看是否有松动,或者观察样品夹和载物台弹簧是否有卡紧。


▲ A.卡紧的样品夹 B. 没有卡紧的样品夹。


减光片(FL attenuator) 


一些宽场显微镜的反射光(荧光)光路上会配有可切换的减光片,可避免光纤类光源由于光纤下垂或者光纤入口端水蒸气导致的照明不均匀,因此可以尝试不同的减光片来改善拼图阴影。


▲ 蔡司研究级正置显微镜上减光片的位置,通常有1 – 6档,可以通过手动或者电动转轮调节。



成像参数



除了硬件设置外,成像参数设置对避免拼痕以及阴影产生也很重要。


宽场显微镜


宽场显微镜使用相机采集图像。当成像视野大于相机芯片的时候,就会出现暗角,最终导致拼图产生阴影,因此确保使视野小于芯片大小是避免阴影的关键。


在宽场显微镜上,可以通过设置Acquisition ROI来改变成像视野大小。


由于不同相机芯片大小有别,很难给出一个通用的参考值,因此建议只要视野略小于相机大小即可。具体可以参照下图


▲ 图中黑色区域代表相机芯片,蓝色框代表视野大小。图中的蓝色框和黑色区域大小一样,代表视野和相机芯片大小一样。通过修改ROI数字,使得蓝色框(视野)略小于黑色区域(相机芯片)即可。


共聚焦显微镜


针孔 (pinhole)


针孔的大小影响着可通过的光信号量,进而影响视野亮度。


针孔越小,视野越暗,则越容易出现拼痕。因此建议在做拼图成像的时候,pinhole不小于1,并且可以根据实际情况适当往上微调


但是注意,针孔越大,光学分辨率越差,因此需要把握好平衡


放大倍数 (Zoom)


在蔡司激光共聚焦显微镜上,当放大倍数越小,视野则越大,也更加容易出现暗角


因此建议在做拼图成像的时候,Zoom不小于1,并且可以根据实际情况适当往上微调。


但是注意,Zoom越大,视野越小,需要做的拼图数更多,成像时间更长,因此需要把握好平衡。


▲ 做拼图的时候共聚焦上需要确保针孔不小于1 Airy Unit,以及放大倍数不小于1。



图像处理



无论是宽场还是共聚焦,拼图拍完后都必须进行拼接 (Stitching) 图像处理,使不同的拼图连接在一起,消除错位。


具体步骤:在ZEN Blue -> Image Processing -> 搜索”Stitching” -> 选择 “New Output” -> 点击Apply,即可生成一张拼接好的大视野图像。






当图像部分地方存在阴影的时候,可以尝试在Stitching处理中,选上 “Fuse tiles” 或者 “Correct Shading“ 或两者全选,来去除阴影。


▲ Fuse tiles和Correct Shading处理以及处理前后对比图。



以上就是拼图实验中,常见的导致拼痕、阴影的原因以及解决办法。如果按照以上方法处理后图像还是有很严重的拼痕或者阴影,可以通过微信公众号留言或者售后热线400-6800-720联系我们的工程师解决哦,也可以联系千江工程师咨询相关问题。


如果您想了解更多关于蔡司显微镜的应用案例和解决方案,欢迎关注“蔡司显微镜”“广州千江企业集团”公众号或在微信小程序“蔡司空中教室”观看相关显微镜使用课程。

声明:本文内容来源于蔡司

【声明】内容源于网络
0
0
广州千江企业集团
致力于打造中国领先的生命科学专业服务平台
内容 339
粉丝 0
广州千江企业集团 致力于打造中国领先的生命科学专业服务平台
总阅读226
粉丝0
内容339