CytScop的光学专利技术的原理及其在高精准细胞计数中的应用

图像识别的细胞计数方法，是基于光学显微成像的分析系统，具有直接测量、完整计数、结果直观、重复性高等优势。测量方式的精密度与准确度取决于细胞图像的质量和采样量，即光学显微系统不仅需要满足分辨率与对比度的最佳成像质量；同时还需要追求尽可能大的观察视场，通过大采样量来减小分析系统的统计误差。

显微成像系统--Microscopy
根据阿贝光学原理，照明光线对检测样品作用产生衍射光，然后通过物镜收集各种衍射光，最终衍射光与透射光在像平面上发生干涉，得到样品的显微图像。系统中最为关键的是显微物镜，直接决定了成像质量。

数值孔径NA
数值孔径定义为物镜可以收集光线的空间角度，数值孔径决定了物镜的分辨能力。

 

 
分辨率Resolution
分辨率定义为标本上两点之间的最短距离，观察者或探测器仍可将其区分为单独的实体。分辨率衡量成像系统再现物体细节的能力，同时受制于所使用的照明类型、探测器像素大小或光学元件功能等因素影响。样品细节越小，所需的分辨率越高。 

值得注意的是，放大倍数的增加并不代表可以有更好的细节呈现，需要有更高的分辨率。
放大倍数：为了在荧光成像中获得良好结果，理解放大倍数和分辨率的区别很重要。当提到放大倍数，指的是当我们在显微镜下观察一个对象时，它比原本放大了多少。


分辨率：与此相反，实际意义上的分辨率指的是图片中我们能够分辨多少细节，这可能是主观的。分辨率受到光的衍射极限的限制。
 
对比度 Contrast
光学显微系统可以采用高数值孔径的物镜来产生高分辨率的图像的，而缺乏足够对比度的高分辨率对图像解析毫无价值。对比度定义为在图像和相对于整个背景强度相邻背景之间的光强度之差；在强度和/或颜色的差别创建图像的对比度，使得样本特征和细节变得可见。 其中是背景的强度，是样品的强度。
 

视场（FOV）
视场代表着光学显微系统能够观察到物体的范围。视场的大小是由物镜的放大倍率来决定的。相同的物镜放大倍率下，光学系统的探测器(相机靶面)面积越大，视场越大。
 
细胞计数--Cell Counting
细胞的特性
透明物体和周围介质折射率相差微弱，光线通过比较透明的标本时，光的波长（颜色）和振幅（亮度）都没有明显的变化。因此，用普通的光学显微系统观察活细胞（未经染色）的时，其形态和内部结构往往难以分辨。
用化学染料染色以提高细胞成像的对比度和细胞内结构之间进行区分。染料选择性地从一个或几个波长吸收光并且通过或反射所有其它波长。
活细胞的立体球状结构，与细胞死亡后塌缩的扁平结构，使得活/死细胞在成像对焦时，不在同一焦平面上。
 

明场染色：化学染料通过与细胞器/细胞质相结合；或是细胞脂膜的通透性选择，来产生颜色（波长）的对比，从而使得细胞形态与状态得以解析。
暗场荧光：荧光显微镜借助荧光染料标记，在强烈的黑暗背景对衬下，即使荧光很微弱也很容易辨识，敏感性高可准确而详细地识别细胞和亚微观细胞成分和活动。
当背景是非常深的灰度值即 I（b）=0.01（红线），即细胞在暗场荧光染色下，图像强度的微小变化会产生对比度的较大变化。通过将背景变为稍浅的灰度值I（b）=0.10（绿线），即细胞在明场台盼蓝染色下，图像强度的微小变化提供了有用的对比度范围。在更亮的背景强度即I（b）≥0.50（蓝线），即细胞在明场非染色下，图像对比度对背景强度相对不敏感，图像强度的较大变化仅产生对比度的小幅增加或减少。
 

CytScop的专利光学技术
浚真生命科学CytScop智能细胞计数仪，配备了明场和荧光大视野显微光学系统，大FOV意味着大采样面积，可实现大采样量，减少仪器的系统误差。

 
 

细胞各部分的折射率和厚度的不同，光线通过细胞时，透射光和衍射光的光程就会有差别。CytScop的光学专利技术利用细胞与其周围水介质之间的微小折射率差异来增强细胞与其类似的透明溶液中产生高效的对比度。

 
 

这种技术方法在明场模式下，能够突出细胞的外观形态和局部特征均能产生明显的差异，具有非常好的立体感和极佳的细节表现能力。系统在暗场荧光下，系统能够收集更多的荧光信号，从而增强不同波长的荧光特异性。

 
CytScop智能细胞计数仪可应用于抗体，细胞治疗等生物制药产品从研发至商业化生产的各个环节，保证全生命周期数据的完整性与可追溯性的基础上，实现高精密度，稳定性，一致性的测试结果。