共聚焦 LSCM1000 产品说明书(中科院苏州医工所自研)

竞品/调研资料:中科院苏州生物医学工程技术研究所(SIBET)自研激光扫描共聚焦显微镜 LSCM1000 的产品说明书第一版(2018-10)。属于共聚焦项目需求调研阶段”已读”资料,是国产自研共聚焦整机的公开规格样本。注意文件名写作 SLCM1000,正文统一为 LSCM1000(Laser Scanning Confocal Microscopy)。

产品定位与原理

  • 传统针孔式激光扫描共聚焦(LSCM):照明光点、被测物点、探测针孔三点共轭,针孔抑制离焦杂散光,提高横向分辨率与信噪比。
  • 逐点/逐行/逐面扫描 + 光电探测 + 计算机图像处理,可在亚细胞水平观察 Ca2+、pH、膜电位等生理信号。
  • 苏州医工所自主研发并产业化,宣称国内领先,支持按需定制。

关键规格(对照自研项目的基准数据)

指标数值
激光器405/488/561/638 nm,各 50 mW(可定制其他波长功率)
激光安全等级Class 3B(中等功率),禁直视,需防护镜
扫描视场范围20 mm
光谱成像范围400–700 nm
光谱成像通道数3 通道
扫描速度常规 2 FPS @512×512;高速 30 FPS @512×32
图像分辨率档位512×512 / 1024×1024 / 2048×2048
针孔大小50 μm
横向分辨率220 nm(NA≥1.4 油镜)
使用环境25±10 ℃,湿度 40–70%,建议气浮光学平台
存储环境-30~50 ℃,湿度 45–85%

配套软件:FLIP 软件平台

  • 免安装:解压即用,运行 FLIPws.exe(仅 64 位);同一平台后续可选启动 NL-SIM、STORM 用户软件——一个平台承载多模超分辨产品线的架构思路。
  • 依赖:Windows 10 64 位、.NET Framework 4.5.2+、SQL Server Express 2017 / SQL CE 4.0、采集卡驱动。
  • 推荐硬件:Xeon E5-1620v4、16 GB ECC、Quadro K2200、1 TB 7200rpm、27” 2560×1440。
  • 五大模块:硬件设置、文件管理、图像采集、图像后处理、量化分析。

采集(Acquisition)工作流要点

  • 采集模式 XY / XYZ / XYt 三种;串口连接扫描头主控板(端口号须与设备管理器一致)后才能调硬件。
  • 参数面:分辨率/速度/转换电压、振镜行列数·速度·循环帧数·偏振幅度(视野)·XY偏移、激光开关与功率、三狭缝宽度(依赖波长范围与电机步数定位文件)、三 PMT 增益与偏置、线平均/帧平均提高信噪比。
  • 操作顺序:模式→串口→XY 扫描参数→放大倍数→优化策略→激光→PMT/狭缝→Live+Scan-on 预览→Save Settings / Capture Image / Start(Z 层切或时间序列)。

后处理(Process)算法库

12 个工具:裁剪、Resize、颜色/Gamma(-100~100,Gamma 1–7)、锐度(核大小+强度)、投影(最大密度/平均 + 阈值去噪)、阈值分割(可二值化 255/0)、形态学滤波(膨胀/腐蚀/开/闭,Radius+迭代次数,支持 3D)、区域生长(种子点 XYZ + 四/八邻域 + 上下阈值)、高斯模糊、中值滤波、背景降噪、三维重构。 ROI 标注 16 种工具(刻度尺/矩形/椭圆/箭头/计数器/多边形等),LUT 快调 8 功能 + 双滑块对比度亮度。

三维重建

  • 光线投射法(Ray-Casting)合成体绘制;三个传递函数:不透明度、颜色、梯度(突出组织结构层次)。
  • 多通道序列自动识别通道与伪彩,分通道重建后融合。

量化评估(Quantify)

三种工具均支持图表+表格双展示:LineProfile(线 ROI 强度剖面)、StackProfile(栈轮廓)、Histogram(直方图统计)。

对自研项目的可借鉴点

  • 3 通道 PMT + 电动狭缝 + 三激光合束是国产中端共聚焦的标准配置基线;2 FPS@512² 与 30 FPS@512×32 双速度模式值得在需求规格中对照。
  • “狭缝宽度设定需以波长范围及狭缝电机步数定位文件为基础”——电机步数-波长标定表是硬件-软件接口的关键交付物。
  • FLIP 平台”免安装解压即用 + 单 exe 切换多模态用户软件”的分发模式 vs CLIP光学影像软件平台使用说明书-v1.0-共聚焦STED自研平台 的自研平台可对比。
  • 量化模块命名直白借用量金检测术语(LineProfile 线轮廓度),提示其软件工程背景团队复用工业检测组件的痕迹。

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