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静置培养菌体贴底,OD偏低,成像数据如何校正。

来源: 发布时间:2026-07-20 13:57:08 浏览:17 次

一 问题成因说明

1 静置培养状态下细菌、真菌菌体沉降至微孔底部,传统分光光度OD检测仅读取光路中间悬浮层液体,无法捕捉孔底聚集菌体,最终出现OD数值明显偏低,无法真实反映总生物量。

oCelloScope依靠Z轴多层扫描采集孔底、中层、上层全部深度图像,本身可以捕捉贴底菌体,但直接原始像素数据仍存在分层信号不均衡问题,需要配套校正流程消除定量偏差。


二 实验前置校正操作(上机前)

1 微孔板与加样校正

选用无划痕透明平底微孔板,避免板面凹凸造成底部成像阴影;加样完成后低速瞬时离心,转速控制在300-500g,时长1分钟,让菌体均匀贴附孔底,减少菌体分层离散分布带来的信号不均。

微孔外圈填充缓冲培养基,减少长周期蒸发导致液面下降,防止Z轴扫描范围无法覆盖贴底菌体区域;使用透气封板膜,避免冷凝水滴落遮挡底部成像视野。

2 Z轴扫描参数校正设置

打开UniExplorer软件,选择FluidScope深度扫描模式,手动设置Z轴扫描起点至微孔板底下方50μm位置,扫描终点高于液面最高处,完整覆盖孔底菌体层、液体中层、液面表层。

根据液体深度调整扫描层数,液体体系每10μm设置一层扫描切片,保证贴底菌体区域至少包含5层以上切片,不会遗漏沉降菌体信号。

针对沉降菌体实验统一保存扫描参数模板,同批次实验全程复用,保证校正基准一致。

3 初始基线校正执行

放置未接种空白培养基对照板,执行全板全局BCA基线校正,扣除板底塑料反光、培养基杂质、微小结晶等静态背景信号。

基线扫描完成后不移动微孔板,直接进行样品板扫描,避免板位偏移导致底部成像区域错位。


三 成像数据软件内分层校正流程

1 分层图像叠加校正

软件自动堆叠全部Z轴切片图像,开启全深度像素合并功能,将孔底菌丝/菌体像素、中层悬浮菌体像素全部整合计算,不单独截取单一焦平面数据。

关闭单一层切片导出模式,统一使用全堆叠总像素作为菌丝/菌体面积原始数据,规避仅读取中层悬浮液造成的生物量低估。

2 静态背景与假阳性校正

启用动态BCA实时基线校正,长周期监测过程中持续更新背景基线,消除培养基缓慢析出沉淀、板底微弱反光漂移带来的像素误差。

调用SESA分割算法静态像素过滤功能,软件自动识别固定不动的结晶、杂质颗粒,仅统计随时间持续扩张、增殖的菌体动态像素,排除静态干扰抬高校正后真实菌体信号占比。

3 分层权重校正参数调节

软件内置深度权重调节功能,针对静置贴底实验,上调底部Z轴切片像素权重系数,中层、上层切片权重适当降低,匹配菌体沉降聚集的分布特征。

同步开启TA总吸收信号分层叠加计算,TA数值结合全深度光吸收数据,弥补单点OD仅测中层的缺陷,作为菌体总量辅助校正指标。

4 曲线动力学校正处理

导出原始时序面积数据后,使用软件自带曲线平滑工具消除扫描分层噪声;批量拟合生长参数时,统一以全堆叠菌丝面积作为核心定量指标,不以TA单一数值判定生物量。

设置空白孔基线阈值,所有样品孔数值自动扣除同位置空白孔平均背景像素,消除微孔板个体差异造成的底部成像偏差。


四 后期数据换算与交叉校正

1 像素-生物量换算校正

实验终点对同批次微孔做活菌CFU计数或菌体干重测定,建立全堆叠成像像素面积与实际生物量的线性换算公式。

后续同类型静置沉降实验,可直接套用换算公式,将原始成像像素转化为等效总生物量,抵消贴底菌体无法被OD捕捉带来的定量偏差。

2 OD与成像数据对标校正

同步设置平行微孔,一组用于传统酶标仪OD读数,一组用于oCelloScope全深度成像,采集多时间点成对数据,构建校正拟合方程。

当实验仅能获取OD数据时,可通过拟合方程反向推算真实总生物量;以成像全深度数据作为基准,修正偏低OD对应的真实菌体总量。

3 异常孔数据剔除标准

若空白孔底部出现大量沉淀结晶,直接剔除该列全部样品数据;单孔成像底部像素远低于同条件复孔,判定为菌体挂壁、液面偏移,标记后不纳入统计,避免校正后数据失真。


五 长期监测配套维持方案

全程保持培养箱温度稳定,温度波动会加剧菌体沉降分层不均;不设置高频振荡程序,如需振荡仅在采样间隙短时运行,扫描阶段保持完全静置。

每隔固定时长重新执行一次局部基线校准,消除长时间培养板底轻微污垢累积带来的成像亮度变化,保障校正系数全程稳定。


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