CytScop的光學(xué)專(zhuān)利技術(shù)的原理及其在高精準(zhǔn)細(xì)胞計(jì)數(shù)中的應(yīng)用

圖像識(shí)別的細(xì)胞計(jì)數(shù)方法，是基于光學(xué)顯微成像的分析系統(tǒng)，具有直接測(cè)量、完整計(jì)數(shù)、結(jié)果直觀、重復(fù)性高等優(yōu)勢(shì)。測(cè)量方式的精密度與準(zhǔn)確度取決于細(xì)胞圖像的質(zhì)量和采樣量，即光學(xué)顯微系統(tǒng)不僅需要滿(mǎn)足分辨率與對(duì)比度的最佳成像質(zhì)量；同時(shí)還需要追求盡可能大的觀察視場(chǎng)，通過(guò)大采樣量來(lái)減小分析系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)誤差。

顯微成像系統(tǒng)--Microscopy
根據(jù)阿貝光學(xué)原理，照明光線(xiàn)對(duì)檢測(cè)樣品作用產(chǎn)生衍射光，然后通過(guò)物鏡收集各種衍射光，最終衍射光與透射光在像平面上發(fā)生干涉，得到樣品的顯微圖像。系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的是顯微物鏡，直接決定了成像質(zhì)量。

數(shù)值孔徑NA
數(shù)值孔徑定義為物鏡可以收集光線(xiàn)的空間角度，數(shù)值孔徑?jīng)Q定了物鏡的分辨能力。  
分辨率Resolution
分辨率定義為標(biāo)本上兩點(diǎn)之間的最短距離，觀察者或探測(cè)器仍可將其區(qū)分為單獨(dú)的實(shí)體。分辨率衡量成像系統(tǒng)再現(xiàn)物體細(xì)節(jié)的能力，同時(shí)受制于所使用的照明類(lèi)型、探測(cè)器像素大小或光學(xué)元件功能等因素影響。樣品細(xì)節(jié)越小，所需的分辨率越高。 
值得注意的是，放大倍數(shù)的增加并不代表可以有更好的細(xì)節(jié)呈現(xiàn)，需要有更高的分辨率。
放大倍數(shù)：為了在熒光成像中獲得良好結(jié)果，理解放大倍數(shù)和分辨率的區(qū)別很重要。當(dāng)提到放大倍數(shù)，指的是當(dāng)我們?cè)陲@微鏡下觀察一個(gè)對(duì)象時(shí)，它比原本放大了多少。


分辨率：與此相反，實(shí)際意義上的分辨率指的是圖片中我們能夠分辨多少細(xì)節(jié)，這可能是主觀的。分辨率受到光的衍射極限的限制。
 
對(duì)比度 Contrast
光學(xué)顯微系統(tǒng)可以采用高數(shù)值孔徑的物鏡來(lái)產(chǎn)生高分辨率的圖像的，而缺乏足夠?qū)Ρ榷鹊母叻直媛蕦?duì)圖像解析毫無(wú)價(jià)值。對(duì)比度定義為在圖像和相對(duì)于整個(gè)背景強(qiáng)度相鄰背景之間的光強(qiáng)度之差；在強(qiáng)度和/或顏色的差別創(chuàng)建圖像的對(duì)比度，使得樣本特征和細(xì)節(jié)變得可見(jiàn)。 其中是背景的強(qiáng)度，是樣品的強(qiáng)度。
 

視場(chǎng)（FOV）
視場(chǎng)代表著光學(xué)顯微系統(tǒng)能夠觀察到物體的范圍。視場(chǎng)的大小是由物鏡的放大倍率來(lái)決定的。相同的物鏡放大倍率下，光學(xué)系統(tǒng)的探測(cè)器(相機(jī)靶面)面積越大，視場(chǎng)越大。
 
細(xì)胞計(jì)數(shù)--Cell Counting
細(xì)胞的特性
透明物體和周?chē)�介質(zhì)折射率相差微弱，光線(xiàn)通過(guò)比較透明的標(biāo)本時(shí)，光的波長(zhǎng)（顏色）和振幅（亮度）都沒(méi)有明顯的變化。因此，用普通的光學(xué)顯微系統(tǒng)觀察活細(xì)胞（未經(jīng)染色）的時(shí)，其形態(tài)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)往往難以分辨。
用化學(xué)染料染色以提高細(xì)胞成像的對(duì)比度和細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)之間進(jìn)行區(qū)分。染料選擇性地從一個(gè)或幾個(gè)波長(zhǎng)吸收光并且通過(guò)或反射所有其它波長(zhǎng)。
活細(xì)胞的立體球狀結(jié)構(gòu)，與細(xì)胞死亡后塌縮的扁平結(jié)構(gòu)，使得活/死細(xì)胞在成像對(duì)焦時(shí)，不在同一焦平面上。
 

明場(chǎng)染色：化學(xué)染料通過(guò)與細(xì)胞器/細(xì)胞質(zhì)相結(jié)合；或是細(xì)胞脂膜的通透性選擇，來(lái)產(chǎn)生顏色（波長(zhǎng)）的對(duì)比，從而使得細(xì)胞形態(tài)與狀態(tài)得以解析。
暗場(chǎng)熒光：熒光顯微鏡借助熒光染料標(biāo)記，在強(qiáng)烈的黑暗背景對(duì)襯下，即使熒光很微弱也很容易辨識(shí)，敏感性高可準(zhǔn)確而詳細(xì)地識(shí)別細(xì)胞和亞微觀細(xì)胞成分和活動(dòng)。
當(dāng)背景是非常深的灰度值即 I（b）=0.01（紅線(xiàn)），即細(xì)胞在暗場(chǎng)熒光染色下，圖像強(qiáng)度的微小變化會(huì)產(chǎn)生對(duì)比度的較大變化。通過(guò)將背景變?yōu)樯詼\的灰度值I（b）=0.10（綠線(xiàn)），即細(xì)胞在明場(chǎng)臺(tái)盼藍(lán)染色下，圖像強(qiáng)度的微小變化提供了有用的對(duì)比度范圍。在更亮的背景強(qiáng)度即I（b）≥0.50（藍(lán)線(xiàn)），即細(xì)胞在明場(chǎng)非染色下，圖像對(duì)比度對(duì)背景強(qiáng)度相對(duì)不敏感，圖像強(qiáng)度的較大變化僅產(chǎn)生對(duì)比度的小幅增加或減少。
 

CytScop的專(zhuān)利光學(xué)技術(shù)
浚真生命科學(xué)CytScop智能細(xì)胞計(jì)數(shù)儀，配備了明場(chǎng)和熒光大視野顯微光學(xué)系統(tǒng)，大FOV意味著大采樣面積，可實(shí)現(xiàn)大采樣量，減少儀器的系統(tǒng)誤差。 細(xì)胞各部分的折射率和厚度的不同，光線(xiàn)通過(guò)細(xì)胞時(shí)，透射光和衍射光的光程就會(huì)有差別。CytScop的光學(xué)專(zhuān)利技術(shù)利用細(xì)胞與其周?chē)�水介質(zhì)之間的微小折射率差異來(lái)增強(qiáng)細(xì)胞與其類(lèi)似的透明溶液中產(chǎn)生高效的對(duì)比度。 這種技術(shù)方法在明場(chǎng)模式下，能夠突出細(xì)胞的外觀形態(tài)和局部特征均能產(chǎn)生明顯的差異，具有非常好的立體感和極佳的細(xì)節(jié)表現(xiàn)能力。系統(tǒng)在暗場(chǎng)熒光下，系統(tǒng)能夠收集更多的熒光信號(hào)，從而增強(qiáng)不同波長(zhǎng)的熒光特異性。  
CytScop智能細(xì)胞計(jì)數(shù)儀可應(yīng)用于抗體，細(xì)胞治療等生物制藥產(chǎn)品從研發(fā)至商業(yè)化生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，保證全生命周期數(shù)據(jù)的完整性與可追溯性的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)高精密度，穩(wěn)定性，一致性的測(cè)試結(jié)果。