Nikon A1R 共聚焦显微镜用户操作手册

Nikon A1R + SIM 共聚焦显微镜用户操作协议(User Protocol),共 12 页。 软件版本:NIS Elements AR 4.51.00 配套设备:Nikon A1R + SIM(结构光照明显微镜)

重要提醒

  • 系统保持常开:Nikon A1R + SIM 始终处于开机状态,不要关闭整个系统
  • 只需关闭激光钥匙和落射荧光灯
  • 图像文件保存到 D 盘,不要保存到 C 盘或网络盘
  • 用完后需将文件从 D 盘转移到网络盘,并删除 D 盘原文件

一、开机流程(Laser Start Up)

  1. 打开激光钥匙:转动设备中间箱体上的钥匙
  2. 打开电脑(如果尚未开机)
  3. 启动软件:
    • 打开 NIS Elements AR 4.51.00
    • 选择 Confocal(共聚焦模式)

左侧菜单栏常用按钮:

  • Laser Unit(激光单元)
  • Arrow(箭头工具)
  • Magnifier(放大镜)
  • ND Acquisition(多维采集)
  • Close all images(关闭所有图像)

二、目镜观察(Visualization Through Eyepieces)

  1. 选择物镜:从 TiPad 菜单中选择物镜
  2. 选择荧光基团:在 OC 面板的 EYES 下选择要观察的荧光基团
  3. 打开落射荧光灯:点击气浮台上的 Epifluorescent on/off 按钮
  4. 通过目镜对焦样品
  5. 切换到共聚焦模式:
    • 选择 Confocal Ready + TD
    • 荧光灯会自动关闭
    • 点击 Remove Interlock(解除联锁)
    • 联锁解除约需 10 秒

三、激光与 PMT 设置(Laser and PMT Set-up)

3.1 扫描器选择

扫描器特点
Galvano(振镜)速度慢,分辨率高
Resonant(共振镜)分辨率稍低,速度非常快

默认情况下软件会同时打开所有激光。如需序列采集(Sequential Acquisition),选择 Ch Series。

3.2 设置步骤

  1. 选择扫描器(Galvano / Resonant)
  2. 为目标荧光基团设置针孔(Pinhole)——NIS Elements 所有波长共用一个针孔
  3. 确保未选中 Fast Mode(快速模式)
  4. 关闭所有激光,只保留当前使用的激光线
  5. 点击 Scan 开始/停止激光扫描
  6. 在图像窗口中打开饱和度指示器(Saturation Indicator)
    • 切换为单色显示:右键通道标签 → Channel Coloring → Mono
  7. 逐个激光通道调整参数:
    • 激光功率(Laser Power):越低越好(减少光漂白)
    • 增益(Gain / HV (G)):不要超过 120
    • Offset:保持为 0
    • 注意观察饱和度指示器

⚠️ 注意:在调整下一个激光前,先打开对应的激光。


四、像素大小调整(Pixel Size Adjustment)

  • 默认图像大小:512 × 512
  • Nyquist XY:增加采样率(XY 步长更小)
    • 获得最佳空间分辨率
    • 扫描面积减小,像素尺寸变小
  • 可以在保持 Nyquist 采样率的同时增大扫描面积
  • 按相应按钮可恢复全扫描面积

五、图像采集(Capture Final Image)

在 A1plus Compact GUI 中设置:

  • 像素驻留时间(Pixel dwell)/ 帧率(Frame/sec):控制采集速度
  • 图像大小(Image size):如不使用 Nyquist XY 可自行设置
  • 平均次数(Averaging):提高图像质量
  • 单向 vs 双向扫描(Unidirectional vs Bidirectional)
  • 点击采集图像

六、共振扫描模式(Resonant Scanning Mode)

与振镜扫描类似,但有以下限制:

  • 不可调节速度
  • 不可更改图像大小
  • 可通过 Scan Zoom 功能在 A1Plus Scan Area 窗口中缩小帧尺寸

七、多维采集(Multidimensional Acquisition)

7.1 时间序列(Time)

  • 可设置多种采集间隔和持续时间

7.2 XY 多点采集(XY Position)

  • 可选择多个 XY 位置
  • 可选择是否启用 PFS(完美聚焦系统)控制

7.3 Z 轴层扫(Z Stacks)

三种定义方式:

  1. 定义上下边界(Defined Top and Bottom)——最常用
  2. 对称 Z 层扫(Symmetric Z stack)
  3. 非对称 Z 层扫(Asymmetric Z stack)

上下边界法操作步骤:

  1. 选择能照亮整个 Z 轴范围的激光,关闭其他激光
  2. 开始扫描,用调焦旋钮向上调直到样品失焦 → 点击 Top
  3. 反向调焦直到样品再次失焦 → 点击 Bottom
  4. 设置步长:为获得最大采样频率,选择 Step 选项旁的 Nyquist 值

八、ND 采集与保存(ND Acquisition and Saving)

  1. 点击 Save to File
  2. 浏览到 D 盘保存(不要存到 C 盘或网络盘)
  3. 命名文件
  4. 实验设置可组合多种维度:
    • T = 时间点(Time points)
    • M = 多 XY 位置(Multiple XY positions)
    • Z = Z 层扫(Z stacks)
  5. Run 1 time loop:运行一次时间循环
  6. Run now:开始多维采集实验

九、系统关机(System Shutdown)

  1. 保存所有图像,关闭 NIS 软件
  2. 将文件从 D 盘传输到影像网络盘
    • 保存到其他位置后,务必删除 D 盘上的原文件
  3. 关闭落射荧光灯按钮
  4. 关闭共聚焦激光钥匙
  5. 系统其余部分保持开机!

十、界面面板速览

10.1 OC 面板 + TiPad(目镜观察)

  • OC for Eyes(目镜光路)
  • Objective selection(物镜选择)
  • Z escape(Z 轴快速移位)
  • Light port(光路端口)
  • Z drive(Z 轴驱动)
  • Diascopic shutter for BF(明场透射光闸)
  • Filter Turret for Epifluor(落射荧光滤光片塔)
  • Filter Turret for SIM(SIM 滤光片塔)
  • Emission wheel for SIM(SIM 发射滤光片轮)
  • Perfect Focus(完美聚焦系统)

10.2 A1Plus Compact GUI(共聚焦主界面)

  • Image scan and capture(图像扫描与采集)
  • Scanner selection(扫描器选择)
  • Scanning direction(扫描方向)
  • Pinhole Diameter(针孔直径)
  • Scan speed(扫描速度)
  • Image Size (ppi)(图像大小)
  • Averaging and Summation(平均与累加)
  • Sequential scanning(序列扫描)
  • Laser Path(激光光路)
  • Laser controls(激光控制)

10.3 Scan Area(扫描区域面板)

  • Image area(图像区域)
  • FOV 全视场
  • Full scan(全扫描)
  • Scan area(扫描区域)
  • Updated pixel size(更新后的像素大小)
  • Reset(重置)
  • Optimal sampling step size(最佳采样步长)

十一、完美聚焦系统(Perfect Focus System, PFS)

工作原理: 红外 LED 发出的光进入光路,从盖玻片反射的信号返回并由线阵 CCD(Line-CCD)检测。 PFS 偏移控制器调节偏移透镜(Offset Lens),从而使物镜在 Z 轴上调整位置,保持聚焦稳定。


关键参数速查

参数推荐值/限制
PMT Gain (HV)≤ 120
Offset0
默认图像大小512 × 512
针孔单针孔,所有波长共用
激光功率越低越好
保存位置D 盘(禁止 C 盘/网络盘)
系统状态常开,仅关激光钥匙和荧光灯
扫描器Galvano(高分辨率)/ Resonant(高速)

关联笔记