实验分享|基于千眼狼sCMOS科学相机的流式细胞仪细胞核成像实验

实验背景
流式细胞仪与微流控技术，为细胞及细胞核成像提供新的路径。传统流式细胞仪在细胞核成像检测方面存在检测通量低，荧光信号微弱等局限，故某光学重点实验室开发一种基于高灵敏度sCMOS科学相机并集成在自组荧光显微镜的微流控细胞核成像系统，提升微流控芯片中荧光微球检测的稳定性与分辨率，为医学研究提供可靠的检测装置。

实验设备
1）千眼狼Revealer Gloria 4.2 sCMOS科学相机，具有高灵敏度、低读出噪声、高动态范围的特点，分辨率2048×2048，读出噪声＜1.2e-。
2）自组显微镜，含LED激光光源、光学平台。
3）微流控芯片，搭载荧光标记微球。
4）RPC科学相机成像软件。
实验步骤
1）搭建实验系统，将Gloria 4.2 sCMOS相机安装到自组显微镜上，同时将微流控芯片放置在显微镜载物台上，让LED激光光源均匀照射微流控芯片。
2）设置科学相机参数，Binned模式1×1，曝光时间10ms，帧率50fps，低噪声模式。
3）进行背景校正与图像增强，无样品状态下点击“抓拍”按钮获取背景参考图，勾选“背景校正”，自动扣除环境杂散光。
4）触发输入设置为外部边沿触发模式，信号选择上升沿，信号延迟为0μs，与微流控流速保持协同。
5）预览模式下实时观察染色细胞核图像，微调荧光光路、Gloria 4.2sCMOS相机，点击工具栏“对比度”图标，选择自动，扩展弱荧光信号的灰度范围。手动调整灰度上下限，优化微球与背景区分。开始正式采集，使用ROI工具框选微球流动区域，统计平均灰度值及信噪比SNR。
6）图像实时处理与后处理，RPC科学相机成像软件可点击“伪彩”按钮，将灰度图像映射成伪彩图，利于直观观察细胞核的荧光信号分布和强度变化。“分析模块”可批量导出TIF或CSV格式数据，包含每帧的荧光强度、噪声指标等。
实验数据
本次实验清晰采集到微流控荧光微球的图像数据序列，所采集到的图像清晰、无明显噪声：

实验结论
本实验的成功为进一步研发流式细胞仪细胞核成像检测装置提供了有力支持，验证了将具有高灵敏度、高动态范围、高速、低读出噪声的Gloria 4.2sCMOS相机集成到自组显微镜的微流控成像方案的可行性，且在高动态范围、低噪声特性、成像软件的易用性上的体验优于对标的进口设备。本实验后续将在荧光光路系统上进一步优化，实现产品的标准化、仪器化，以适配流式细胞仪高通量检测的需求，为医学成像设备的选型提供参考。