一、传统单一焦平面扫描的核心问题

普通二维单点扫描仅对焦固定单层,只能读取局部平面信号。丝状真菌菌丝常贴壁沉降、分层成团,分布在微孔底部及不同深度层面,单一焦平面会遗漏上层菌丝或误判局部聚集区域,造成整体生物量读数偏低/失真、动力学曲线不准,无法反映真实整体菌丝总量和发育状态。


二、oCelloScope Z层聚焦多层扫描原理

依托专利FluidScope倾斜6.25°光学扫描技术,进行连续Z轴堆叠多层光学切片扫描,覆盖微孔全液体深度,采集不同高度的Z层图像堆栈,做全体积聚焦重建,提取每个深度里真实菌丝信号,避免仅靠单一焦平面读数造成误差。

软件自动做最佳焦层融合与三维像素整合,配合BCA背景校正算法、SESA形态分割算法,识别全深度贴壁菌丝团、分层菌丝结构,统计整体像素面积与形态参数,不再局限于单层二维信号。


三、Z层扫描参数设置方法

1. 设定Z轴扫描范围和层数:根据微孔加液高度设置足够Z切片层数,覆盖从孔底到液面下方的完整液体深度,确保底层贴壁菌丝和上层悬浮菌丝都被完整采集;设定合适步长,兼顾扫描速度和三维精度。

2. 基线校准:初始全板Z堆栈基线扫描,扣除板底背景、沉淀杂质静态干扰,减少底层非菌丝信号干扰整体读数。

3. 算法分析:采用全体积整体定量(BCA总吸收)+三维形态分割(SESA),计算整体菌丝总量动力学参数(λ、μ、AUC)和骨架长度、分枝参数等形态指标,实现全深度菌丝总量动态定量。

4. 扫描时序设置:设定合适扫描间隔,保证长周期真菌培养连续Z轴扫描;扫描时段暂停剧烈振荡,避免液体扰动影响Z轴对焦精度。

5. 辅助设置:外圈缓冲孔防蒸发漂移、封板膜稳定培养环境,减少非均匀沉降和基线漂移带来的额外误差。


四、效果与局限

效果:显著改善贴壁成团菌丝读数偏差,还原真实整体菌丝生长动力学,同时可追踪底层贴壁菌丝团发育模式、异质性微菌落生长,兼顾整体动力学和微观形态数据,优于单点浊度法或单焦平面成像。

局限:超高密度完全融合深层菌丝仍会存在三维分割误差,需配合复孔验证、终点干重/生物量对照校正;Z层数增加会略微延长单次全板扫描时长。