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Prior Scientific的显微镜三维成像自动化方案

作者:admin  时间:2022-8-29 9:58:55

自动显微镜的主要作用是采集三维图像的数据,在生物科学中,由于细胞的厚度大于显微镜物镜或成像技术的景深,或者由于样品固有的不均匀性,细胞通常无法在单个平面上成像。细胞在3D基板上生长之后再成像的方式越来越普遍,因为它提供了比传统2D培养物更逼真的表现。

材料显微镜也需要在3D空间中获取图像。大型样品(例如12英寸半导体晶圆)通常不能放置得如此平坦,以至于在绘制样品时感兴趣的区域不能始终处于焦点位置。因此采用扩展焦点的方法,在每一帧成像时收集小Z堆栈(在相同XY坐标拍摄的一系列图像),允许在扫描例程结束时使用来自每个帧的最佳图像将焦点对准的平铺扫描图像拼接在一起堆。对于多层样品,例如LCD屏幕,也需要Z堆叠来对其中的所有相关材料进行成像。

这种类型的分析需要使用自动显微镜——手动拍摄3D图像不仅需要相当长的时间,而且会给显微镜的用户带来疲惫。相比之下,机动采集是可重复的,只需几秒钟。Prior Scientific提供三种技术来升级现有显微镜或创建独立的聚焦系统,以尽可能高效地采集3D图像数据。

下面主要介绍3种利用Prior的产品进行显微镜收集3D图像数据的方法

独立的Z轴电动调焦架–PriorFB系列显微镜调焦模块

在大学、工业设计公司或生产线中,有时使用传统显微镜会对正在进行的研究或分析造成太多限制。定制显微镜和基于面包板的光学装置很常见,这为更高性能的电动聚焦打开了大门。PriorFB系列对焦模块采用滚珠丝杠,而不是齿轮齿条设计,从而提高了线性度、精度和步进分辨率。这也使它们能够提供5倍的行程范围和两倍的传统显微镜聚焦结构的负载能力。最后,滚珠丝杠直接与电机耦合,而传统显微镜的聚焦结构通过聚焦旋钮与PS3H122R耦合,形成紧凑的线性轴,可轻松安装线性编码器,进一步提高分辨率和可重复性.

Prior经常将FB系列与其XY载物台结合使用,以创建用于研究和工业的独立XYZ设备。Mesolens显微镜具有显微镜镜头,可提供大视场和高分辨率的独特组合。光学器件的独特性需要高性能聚焦和XY平移系统,该系统可以与整个显微镜框架分离;PriorFB204结合Prior过去10年研究的各个阶段,始终能够胜任这项任务,目前用于多个Mesolens研究显微镜。

Prior的成像系统开发平台Openstand还具有聚焦块式Z轴。这意味着除了XY载物台之外,FB系列的所有优点都可以与完整的光学系统相结合,作为完全电动定制显微镜的一部分。

用于快速获取高分辨率Z堆栈的压电纳米定位平台

聚焦模块仅限于轴向分辨率约为100nm的显微镜,具体取决于编码器的分辨率,以及以较慢的速度进行更远距离的Z轴运动。获取Z堆栈的停止-启动性质导致需要具有快速加速和减速的聚焦机制。PriorQueensgate品牌的纳米定位平台通过高端超分辨率技术,可以为需要共焦显微镜水平的轴向分辨率的显微镜提供世界领先的性能,以及需要快速采集Z堆栈的应用程序,例如3D延时成像。这些纳米定位平台可以添加到现有的显微镜中,也可以用作定制成像解决方案的一部分。

压电马达对电压增加的反应极其精确,这使得与步进马达设备相比,性能有了巨大的提高。QueensgateSP系列纳米定位台和OP400目标定位器在高达600微米的行程范围内提供亚纳米分辨率和7毫秒的步进沉降时间。考虑到这为3D图像采集提供的潜力,Z堆栈时可以在30秒内采集400幅图像。使用触发器可以允许Queensgate设备在每个Z位置停止,独立于基于软件的相机采集,可以将此减少到4秒。Queensgate纳米定位设备的扩展范围意味着您的Z轴硬件可以匹配成像技术的穿透深度和分辨率(例如多光子成像)。

英国的成像仪器公司VisitechInternational使用了QueensgateSP400纳米定位台,QueensgateSP400纳米定位台的速度和稳定性让VisitechInternational的超分辨率成像系统得到了更短的成像时间,SP400在每个Z堆栈中相邻位置之间的移动可以在5毫秒内完全完成,没有振荡,这使得Z堆栈中的每个轴向移动都可以在相机的读出时间内完成。这意味着没有硬件造成的图像之间的损失,使系统能够更快的运行。

简单、易于安装的电动对焦控制—Prior PS3H122R显微镜插件

入门级3D成像通常从电动手动显微镜框架开始。PriorPS3H122R对焦驱动器(也叫Z轴)直接夹在粗调焦旋钮上并驱动微调对焦结构。PS3H122R具有远优于显微镜手动对焦系统的机械分辨率,因此可以实现相同的轴向成像分辨率,但速度更快、更可靠。聚焦驱动器和显微镜精细聚焦结构之间的直接耦合可用于进一步提高聚焦重复性,这对于延时或自动聚焦应用非常有用。PS3H122R兼容大量的显微镜,可安装到NikonOlympusZeissLeica和其他品牌中,无需拆卸显微镜,只需几分钟。

手动旋转聚焦驱动器是长期使用显微镜的用户疲劳的主要原因。加入PriorPS3H122R可以通过使用轻量级操纵杆或数字电位器来消除这种情况。最近,Prior为英国大学医院的一所医院配备了电动对焦升级设备,并通过使用其操纵杆上的可编程按钮实现了更远范围的快速移动,完全避免了在完全对焦时使用旋转手部移动的需要。

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