Mad City Labs Micro-Manager Tutorial 笔记

本文档基于 Mad City Labs 发布的 Micro-Manager 教程(24 页,text_based PDF),面向使用 Mad City Labs 设备(如 Nano-Drive)与 Micro-Manager 软件的用户。目标读者是共聚焦显微镜相关工程师/研究人员。

1. 概述

Micro-Manager 是开源显微镜控制软件(http://micro-manager.org/),本教程覆盖 Mad City Labs 设备与其集成的全部必要步骤。教程面向 Micro-Manager 1.2 版本。

2. 安装与启动

DLL 部署

  • Mad City Labs DLL 必须复制到 Micro-Manager 根目录(如 C:\Program Files\Micro-Manager1.2)
  • DLL 命名必须以 mmgr_dal_ 为前缀,否则无法被 Micro-Manager 加载

启动流程

  • 启动后弹出两个窗口:ImageJ 程序 + Micro-Manager 插件
  • 首次启动加载 demo 配置文件,之后自动加载最近使用的配置
  • 可在 Options 中勾选 “Do not ask for config file” 跳过启动配置选择

3. 硬件配置

两种配置方式

  1. Hardware Configuration Wizard(推荐新手):9 步引导式配置
  2. Configuration File:手动编辑 .cfg 文件

Hardware Configuration Wizard 关键步骤

  • Step 1:选择新建或修改已有配置
  • Step 3:添加/移除设备——从设备列表中选择 Mad City Labs 设备,设备名可自定义
  • Step 5:若设备有 Z 轴,必须将其设为默认聚焦设备(Default focus stage)
  • Step 9:保存配置(扩展名必须为 .cfg),测试后退出

4. 配置预设(Configuration Presets)

将常用属性(如 X/Y/Z 位置)添加到主面板,避免反复打开 Device/Property Browser:

  • 点击最左侧 ”+” 添加预设组,输入组名(如 “Set Position X Axis (um)”)
  • 在 Preset Editor 中勾选需要的属性,可选填预设名
  • 点击 Save 保存到配置文件

5. 配置文件格式

配置文件为纯文本,行首 # 为注释。逗号后不能有空格(Micro-Manager 解析器会将空格视为有效字符)。

必需段落

# Reset Property,Core,Initialize,0          ← 必须在文件顶部
# Devices Device,<标签>,<DLL名>,<适配器名>  ← 设备定义段
# Initialize Property,Core,Initialize,1     ← 必须在最后初始化

Roles 段

Property,Core,Focus,<Z轴设备标签>          ← 指定默认聚焦设备
Property,Core,AutoShutter,0                 ← 自动快门开关

ConfigGroup 预设段

ConfigGroup,<组名>,<预设名>,<适配器名>,<属性名>,<初始值>
  • 仅非只读属性(白色值)可用于预设
  • 初始值无效时属性无法正确加载

6. Micro-Manager 工具

Device/Property Browser

  • 查看/修改所有设备属性
  • 白色值 = 可修改,灰色 = 只读
  • Set position:X/Y/Z 滑块移动
  • Set Origin here:设当前位置为原点(需退出后重新打开才能设新位置)
  • Settling Time:移动后等待时间(ms),默认 100ms,过小会报错
  • Core-XYStage / Core-Focus:指定当前 XY 和 Z 设备

XY List

  • 创建 XY 位置列表用于多点采集
  • 重要:使用 Micro-Drive 时必须设为绝对定位(Absolute Positioning),因为 Micro-Manager 假设绝对定位
  • 按钮功能:Mark(标记当前位置)、Remove/Remove All、Calibrate(设原点为 (0,0))、Go to、Load/Save As(.pos 文件)、Create Grid(创建方形位置列表)

Acquisition(多维采集)

  • Frames (time):时间序列帧数 + 间隔
  • Position XY:可勾选使用 XY List
  • Slices (Z):Z-start/Z-end/Z-step,选择 Relative 或 Absolute 定位
  • Save:勾选后自动保存到采集目录

7. Micro-Drive 专属功能

Micro-Drive 比 Nano-Drive 多出以下属性(可在 Device/Property Browser 中查看,也可添加为预设):

属性说明
Calibrate选择 Yes 后移动到 X/Y 前限位并设为原点,然后返回原位置
Return To Origin移动到上次设定的原点
Position TypeRelative / Absolute 两种定位模式
  • Relative Positioning(默认):正数向前限位移动,负数向后限位移动
  • Absolute Positioning:基于原点 (0,0) 精确移动到指定位置。使用 XY List 时必须选绝对定位。Calibrate 对两种定位模式均有效。

8. 关键注意事项

  1. DLL 命名前缀 mmgr_dal_ 不可省略
  2. 配置文件逗号后不能有空格
  3. Reset 和 Initialize 两行是每个配置文件的必需项
  4. Z 轴设备必须在 Step 5 中指定为默认聚焦设备
  5. Micro-Drive 使用 XY List 前必须切换为绝对定位
  6. Settling Time 过小会导致位置读取错误
  7. Set Origin 后需退出再进入 Device/Property Browser 才能设新位置

关联笔记