超分辨及共聚焦显微成像分析系统耀世发布

2021-09-23 17:04来源:
生命科学是从微观层面观察和研究生命过程,从而揭示生命的物质基础和基本现象。显微成像是观察微小物体的重要手段,但其分辨能力受光学成像系统的限制(即衍射极限),无法满足现代生命科学研究要求的更高解析度、更准确的成像需求。熵智科技作为中国原创3D视觉创业公司第一梯队,横跨机器视觉与微纳光学两大领域,深刻认识到微纳光学在生命科学研究领域中的巨大价值。

9月23日,熵智科技在西安发布自研的超分辨及共聚焦显微成像分析系统。该系统易用、性价比高,相较于国内外显微成像产品,不仅突破了光学成像系统的限制,轻松实现纳米尺度的2D/3D动态图像解析能力,还将共聚焦+超分辨+后处理分析完美融合,软件结合场景模块化。无论新手用户还是专家用户,只需通过一套界面即可获取一流的超高分辨率图像及分析结果。


| 工作原理
分辨显微成像分析系统采用结构光照明显微成像术(英文Structured Illumination Microscopy, 简称SIM),突破传统显微镜的阿贝衍射极限,实现生物组织、细胞、神经元等活动样本的快速超分辨率成像,为生命科学、生物工程等领域提供创新的超分辨率成像技术产品,几乎可集成于任何荧光显微镜。
共聚焦显微成像分析系统的软硬件均采用模块化设计,硬件集成SIM超分辨模块、软件支持多种后处理功能,从而提供精确的2D/3D成像,以及动态过程的成像。目前,共聚焦和超分辨光路共用了光源准直部分、物镜部分、聚焦成像部分。

| 主要功能
超分辨及共聚焦显微成像分析系统视野超10倍扩展,达1mm,拥有精确的多微细胞结构生物显微影像分析功能,实现双光路同时,宽场、共聚焦、超分辨三种模式自由切换。

1、大视野拼图:多种不同的图像获取方式、可实现500um*500um视场上图片进行拼接。
2、图像增强及处理:可对采集到荧光图像进行增益调节、对比度调节、亮度调节以及色阶调节。
3、反卷积处理:在原有采集到图像基础上,对图像数据做实时清晰度优化,达到消除背景噪声,有用信息表达更精准的作用,处理速度10ms以下,速度快;可进一步结合DNN方法,提高应用场景的鲁棒性。
4、特征统计分析:对于识别出的细胞,对其强度、直径、周长等15个属性做数值量化。
5、特征标记分类:可对细胞的特征进行标记和分类。
6、单细胞定量分析:可以准确分割出相互重叠的细胞,精度更高,在专业单细胞识别的基础上,结合深度学习AI算法,可以精确识别互相挤压重叠的细胞核,而且对于细胞轮廓边界识别更加准确。
7、亚细胞结构分析:可以定位某种蛋白或者某个基因表达产物在细胞的具体存在部位,如细胞核,胞浆内,结合AI图像分析方法,以表格和数据统计输出结果。
8、细胞亚群圈选分析:筛选特定的感兴趣细胞亚群,进行了10余种参数分析。
9、特殊细胞/结构识别:提供特殊细胞如脂肪细胞的识别和数量统计。
10、多重荧光染色:实现细胞核、细胞质、细胞膜的各种形态和染色,精确寻找目的细胞及其结构。
11、细胞寻找及跟踪:实现特定细胞的动态识别和跟踪。

| 核心参数

普通光纤激光器

激光405nm、488nm、561nm、640nm

扩展

HC-PCF激光器

920nm

探测器 PMT

3个;波长:400-750nm,GaAsP

最大拍摄速度

8fps@512×512像素;2fps@1024×1024像素;4096×4096最高;更多可配置;

扫描方式

X-Y, X-Y-Z, X-Y-T

分辨率

250nm in x, y and 550nm in z 共聚焦

120 nm in x, y and 320nm in z (488nm wavelength) 超分辨

共焦视场

Φ18mm-Φ25mm 内接正方形

成像深度

100μm

灵敏度

提升4倍

相对

信噪比 SNR

优良级 50dB

显微镜

电动显微镜

奥林巴斯 倒置IX73显微镜,具备明场、微分干涉、荧光等观察方式

物镜

奥林巴斯或Mitutoyo平场复消色差物镜(防腐蚀陶瓷表面以及红外色差矫正)

选型

载物台

奥林巴斯 电动IX3-SSU   扫描精度优于0.7μm

光学放大

1.0X;1.5X;3.2X;20X

适配/转换器

共聚焦/超分辨率光路切换(电动)、6位电动物镜转换器

荧光装置

配荧光光阑

*相机(lattice)

SCMOS,分辨率2048×2048,100fps@全幅面,位深12bit

工作站

Windows10 Pro 64 bit;硬盘≥1TB;内存16GB

软件

控制软件:图像采集及2D/3D/4D处理;

共聚焦和超分辨配置;

*成像分析:细胞自动识别、单细胞定量分析、亚细胞结构分析、细胞亚群圈选分析等

防震台

频率范围(5~30Hz):≤30μm/s均方根;频率范围(>30Hz): ≤60μm/s均方根

增配

双光子成像激光生成组件、高速扫描头、前置补偿单元


| 应用场景

超分辨及共聚焦显微成像分析系统可应用于基础生物学、临床医学、病毒学、精准药物筛选等领域,为活细胞超分辨率智能成像提供解决方案。
1、基础生物学:皮肤病例研究、类器官培养观察、微生物形态研究、胚胎发育成像、组织结构三维重构。如通过斑马鱼胚胎发育过程的成像,研究血管疾病和血管药物的新兴模型,从而更好解决人类血管疾病;通过光学切片, 确定其复杂的内部结构与组织功能之间的关系。
2、临床医学:细胞形态结构鉴定、病理显微成像、异常细胞跟踪检测、组织形态学观察。利用计算机进行图像处理, 不仅可观察固定的细胞、组织切片, 还可对活细胞的结构、分子等进行实时动态观察和检测。通过它可以直接观测细胞形态学的组织、细胞之间的相互作用、组织微环境、伤口的愈合等成像,有助于了解病理机制,以开发疾病治疗方法从而促进人体健康有重要的意义。
3、病毒学:植物病毒研究、动物病毒研究、医学病毒研究、环境病毒研究、噬菌体研究。采用超分辨技术,可以实现病毒感染细胞及复制、组装、释放等动态过程的研究。
4、药物筛选:药材显微鉴别、载药微粒结构、药物扩散跟踪、制药成型和释药研究、药理药效研究。通过药物筛选确定干预的潜在治疗方法,加速早期药物的研发和确定疾病的模型。利用显微镜观察植(动)物药材内部的细胞、 组织构造,从而达到鉴定药材的目的。选择合适的药物靶分子,针对高分辨率成像的固定样品及活细胞进行分析,从而满足不同实验的需求。

关于熵智科技



熵智科技是国家级高新技术企业,拥有底层成像系统和算法开发能力,软硬件一体化,致力于通过高性能的成像技术解决机器人柔性化、微纳级检测与测量等问题。熵智科技自2018年成立至今,先后获得字节跳动、拓金资本、松禾资本、远望资本、华控资本等投资。深圳、武汉、西安三地联合办公,目前研发和工程团队70余人,核心技术人员均硕士及以上学历,博士6人。
未来,熵智科技将继续深耕微纳光学领域,以更优的产品与服务回馈广大bte365官方网址及客户。如需了解更多关于超分辨及共聚焦显微系统,请关注“熵智科技”公众号或联系0755-33089035