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凝胶成像系统GelImaging优选word资料

凝胶成像系统Gel-Imaging44

在科研实验中的应用与介绍

（北京昊诺斯科技）

摘要：

本文主要从图像的采集、图像的分析以及凝胶的切割等几方面介绍了凝胶成像系统HerosbioGel-Imaging44以及图像分析软件AABI在科研以及检验检疫等领域的应用。

关键词：

凝胶成像HerosbioGel-Imaging44应用与介绍

ApplicationandIntroductionofHerosbioGel-Imaging44SysteminResearchofScience

Abstract:

ThisarticalintroducetheHerosbioGel-Imaging44SystemandsoftwareAABImainlyfromimageCatchingandStoring,dataProcessingandGelSliding.

Keywords:

HerosbioGel-Imaging44ApplicationandIntroduction

引言：

　　在生物学迅速发展的今天，凝胶电泳作为主要的科研实验手段早已被广泛应用于核酸和蛋白的分离，而电泳图像的获取和相关分析主要依靠凝胶成像系统。

为了满足广大科研用户的需要，由我们自主研发的Herosbio系列凝胶成像系统适用于核酸、蛋白电泳和杂交图像的获取、存储和分析。

本文以北京昊诺斯科技新近研制的凝胶成像系统HerosbioGel-Imaging44以及数据处理软件AABI为例，说明其在图像获取，分子量计算，密度扫描，密度定量等的应用。

1、实验图像的采集和存储

HerosbioGel-Imaging44采用768*576像素可编程的PAL摄像机。

该摄像机具有手持遥控功能，增益，Gamma可调，最低照度光到0.00002lux，并具有图像存储系统，超高灵敏度和分辨率。

主机自带10”显示屏，可以直接观察成像情况，并且镜头的电动调节装置可以根据个人需要调节出最佳画面。

系统还同时设计了反射白光（Epi-White）、反射紫外光（Epi-UV）、透射白光（Trans-White）、透射紫外光（Trans-UV）四种光线可选，以满足个人不同的科研需求。

通过摄像机自带的积分、增益等功能还可以使图像更加清晰。

图像定位功能可以把调解好的图像锁定，以保证最佳图像的稳定。

同时介入电脑后，可以再利用分析软件对图像作积分等调节，以降低本底噪声，使图像进一步优化。

经过一系列的处理后可以利用采集软件得到清晰的成像图片来进行打印或者做进一步的分析。

如图1，为HerosbioGel-Imaging44凝胶成像系统的外观图：

图1

2、对采集图像的分析

对所采集图像的后续分析是大多数实验所必须要求的，而对图像分析的准确性是对采集和分析系统的两大考验。

对我们在图像采集真实完美的基础上，又专门设计了适合本系统的功能强大的图像分析软件AABI。

如图2

图2软件的数据分析主窗口

2.1凝胶图像的各种定性分析

AABI专业凝胶敖分析软件包括自动或者手动标注条带及泳道，中英文注释，本底扣除，均一化，条带的峰形分析等功能。

如图3所示

2.2分子量分析

对于蛋白或者核酸电泳所得胶片，利用软件的分子量定量功能，通过对胶上的Marker条带的已知分子量标注，自动拟合成标准曲线，并且以此作为标准来衡量，并且得到未知条带的分子量。

通过这种方法所得到的实验结果比用肉眼观察并估计大致数据要准确的多。

如图3、4、5所示

2.3密度定量分析

AABI专业凝胶分析软件利用对已知条带上的核酸或者蛋白含量的标准带的积分框等参数的调解，并进行密度标定。

标定以后软件可以根据条带的灰度值以及积分面积根据标准条带计算出各不同长度片断的光密度值，进而计算出核酸或者蛋白的含量。

如图

图3泳带标记图4标准曲线

图5数据分析报告

3、安全方便的凝胶切割

为方便实验过程中，采集分析后对目的片段的分离、提纯和回收，仪器专门设计了外拉式灯架底座，配备的透射紫外透射光方便了凝胶的切割。

另外清晰的自带液晶显示屏可以在仪器内部进行切胶工作。

4、昊诺斯产品介绍

北京昊诺斯科技系致力于为生命科学、生物工程、药物研发、医疗卫生等领域提供先进的实验室仪器设备及多层次服务的高科技公司。

我们的代理权绝大多数为直接与生产厂家签约代理协议的独家或一级代理,代理产品主要包括：

美国科峻仪器公司SORVALL®及Heraeus品牌的离心机、培养箱等各类产品；

美国MILLIPORE公司的纯水系统及过滤、超滤系统等；

美国Kodak公司的凝胶成像系统；

美国CRAIC公司的最新技术产品——显微分光光度分析系统；

波兰HTL公司移液器

同时

我们相信凭借一流品牌的技术与服务基础，我们将与科技研发的实验室一起为我们的民族产业共创美好的明天。

总结：

科学技术发展的历史证明，科学技术作为生产力，离不开先进的科学仪器装备。

而凝胶成像系统在科研、临床检验、法医鉴定等方面已日益成为必不可少的常规仪器。

在科技迅速发展的现代社会，凝胶成像系统也日趋完善，功能的覆盖面也越来越广，选择好的仪器设备是实验成功的保障。

目前国内外的凝胶产品也是花样百出，顶级的仪器品质，一流的售后服务，合理的销售价格是我们给您的承诺！

参考文献：

1、《科学仪器协作共用与科技创新》现代科学仪器网丁　辉　

2、《计算机凝胶成像系统在生物工程研究中的应用》现代科学仪器网李越　严明　尹光琳

第３２卷第５期

２０１１年９月应　用　光　学ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｌｉｅｄＯｔｉｃｓ　　　ｐｐｐＶｏｌ．３２Ｎｏ．５Ｓｅ．２０１１ｐ

（）文章编号：

１００２２０８２２０１１０５０８２７０４－－－

大相对孔径数字化Ｘ射线成像系统的光学设计

陈宝莹，唐　勇，柴利飞，孙　浩，张远健，林　森

（）长春理工大学光电工程学院，吉林长春１３００２２

摘　要：

针对６设计一个用于牙科诊断的Ｘ射线数字化成像０ｍｍ×４５ｍｍ尺寸碘化铯荧光屏，

光学系统。

选用有效尺寸４．光学系统结构型式为复杂８ｍｍ×３．６ｍｍ的ＣＣＤ作为接受器件，

／，化双高斯型，相对孔径和全视场角分别达到Ｆ有效焦距９ｍｍ。

全视场ＭＴ０．９和３５°Ｆ在空间

／全视场畸变为１．频率５６ｌｍｍ时高于０．７５，８％，边缘视场照度与中心视场照度之百分比达到ｐ

整个系统的像差得到了较好的校正，满足数字化Ｘ射线成像系统８０％。

从设计结果可以看出，

的使用要求。

关键词：

光学设计；大相对孔径；数字Ｘ射线成像；双高斯物镜

中图分类号：

ＴＮ２０２；ＴＨ７０３　　　　　　文献标志码：

Ａ

ＬｏｗＦ＃ｄｉｉｔａｌＸｒａｒａｄｉｏｒａｈｓｓｔｅｍ　　－ｇｙｇｐｙｙ　　

，，，，ＣＨＥＮＢａｏｉｎＴＡＮＧ　ＹｏｎＣＨＡＩＬｉｆｅｉＳＵＮ　ＨａｏＺＨＡＮＧＹｕａｎｉａｎ，ＬＩＮＳｅｎ　－ｙ　－　－　ｇｇｊ

（，ＳｃｈｏｏｌｏｆＯｔｏｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｉｎｅｅｒｉｎＣｈａｎｃｈｕｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆ　　－Ｅ　　ｐｇｇｇｙ　

，）ＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏＣｈａｎｃｈｕｎ１３００２２，Ｃｈｉｎａ　　　ｇｙｇ

：

ＡｂｓｔｒａｃｔＡｎｏｔｉｃａｌｓｓｔｅｍｏｆｄｉｉｔａｌＸｒａｒａｄｉｏｒａｈｂａｓｅｄｏｎＣｓＩｓｃｉｎｔｉｌｌａｔｉｏｎｓｃｒｅｅｎｗｉｔｈ　　　　　－　　　　　ｐｙｇｙｇｐｙ　　

ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｆｏｒｄｅｎｔａｌｄｉａｎｏｓｉｓｗａｓｄｅｓｉｎｅｄ．ＡＣＣＤｗｉｔｈａ４．８ｍｍ×３．６ｍｍ６０ｍｍ×４５ｍｍ　　　　　　　　　　ｇｇ

ｉｍａｅｓｕｒｆａｃｅｗａｓｓｅｌｅｃｔｅｄ．Ｔｈｅｌｅｎｓｓｓｔｅｍｈａｄａｃｏｍｌｉｃａｔｅｄｄｏｕｂｌｅａｕｓｓｃｏｎｆｉｕｒａｔｉｏｎ．　　　　　　　　　－Ｇ　ｇｙｐｇ

／，Ｆ＃ａｎｄｆｕｌｌｆｉｅｌｄｏｆｖｉｅｗ　ｗｅｒｅｕｔｏＦ０．９ａｎｄ３５°ｒｅｓｅｃｔｉｖｅｌｔｈｅｆｏｃａｌｌｅｎｔｈｗａｓ９ｍｍ．Ｔｈｅ　　　　　　　　　　　　ｐｐｙｇ　

Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｆｕｌｌｆｉｅｌｄｏｆｖｉｅｗ　ｗａｓｒｅａ　　　　　　　　　　　　　－ｇ

／ｔｅｒｔｈａｎ０．７５ａｔｔｈｅｓａｔｉａｌｆｒｅｕｅｎｃｏｆ５６ｌｍｍ，ｔｈｅｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎｏｆｆｕｌｌｆｉｅｌｄｏｆｖｉｅｗ　ｗａｓ１．　　　　　　　　　　　　　ｐｑｙｐ　

ａｎｄｔｈｅｒｅｌａｔｉｖｅｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎｒｅａｃｈｅｄ８０％．Ｔｈｅａｂｅｒｒａｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｗｈｏｌｅｓｓｔｅｍ　ｗｅｒｅｃｏｒ８％，　　　　　　　　　　　－ｙ

，ｒｅｃｔｅｄｗｈｉｃｈｍｅｔｔｈｅｒｅｕｉｒｅｍｅｎｔｓｆｏｒｔｈｅｄｉｉｔａｌＸｒａｒａｄｉｏｒａｈｓｓｔｅｍ．　　　　　　　－ｑｇｙｇｐｙｙ　　

：

；ｄ；ｄＫｅｗｏｒｄｓｏｔｉｃａｌｄｅｓｉｎ；ｌａｒｅｒｅｌａｔｉｖｅａｅｒｔｕｒｅｉｉｔａｌＸｒａｒａｄｉｏｒａｈｏｕｂｌｅａｕｓｓ　　　　－－Ｇｐｇｇｐｇｙｇｐｙｙ　　

ｏｂｅｃｔｉｖｅｊ

引言

随着数字化Ｘ射线摄影（的发展，对ＤＤＲ）Ｒ

成像系统的光学镜头质量提出了更高的要求。

由

（）于Ｃ荧光屏和专用的ＣｓＩＴｉＣＤ都具有极高的分

所以光学镜头的性能对系统的影响非常重辨率，

要。

与普通摄影不同，必ＤＲ系统为近距离成像，

须有针对性地专门设计方能达到最佳效果。

大的相对孔径可以使光学镜头较好地工作在极低照度的环境中，并且可以减少曝光时间和Ｘ光剂量，延（）长Ｃ荧光屏的工作寿命，为医生根据图像几ｓＩＴｉ何尺寸的微小畸变进行诊断提供了可靠的依据。

结合以上Ｄ本文以像差理论为基Ｒ镜头的特点，通过将双高斯结构复杂化，设计了一个相对孔础，径大，空间分辨率高的摄影物镜。

；收稿日期：

２０１１０１１７２０１１０２２３－－　修回日期：

－－

，男，作者简介：

陈宝莹（吉林敦化人，硕士研究生，主要从事光学设计与光学仪器等方面的研究工作。

１９８６－）

：

＿Ｅ－ｍａｉｌｃｈｅｎｂａｏｉｎ７２＠１２６．ｃｏｍｙｇ

·８２８·

（）应用光学　２等：

大相对孔径数字化Ｘ射线成像系统的光学设计０１１，３２５　陈宝莹，

１　结构选型

能做到大相对孔径的照相物镜主要有Ｐｅｔｚｖａｌ物镜、反摄远物镜和双高斯物镜。

其中Ｐｅｔｚｖａｌ物镜很难做到较大的视场，而反摄远物镜系统能够但是反摄远物镜的做到大视场和长后工作距离，

光栏非对称性会导致垂轴像差难于校正。

本光学系统对后工作距要求不高，而且不追求非常大的所以本光学系统采用双高斯物镜型式。

双视场，

高斯物镜是个对称的系统，垂轴像差比较容易校只需考虑轴向像差的校正。

在双高斯物镜中正，

利用厚透镜可以校正场曲，利用厚、薄透镜互相补偿球差，选取正确的孔径光栏位置可以校正像散，在厚透镜中引入胶合面可以校正色差。

这里产生了比轴上光束大得多的轴外负球差。

为此，需一块薄透镜来减小ＳⅠ，这块薄透镜需背向光栏弯曲，其弯曲的愈厉害，ＳⅠ就愈小。

但是这样如图２第１片薄透镜会限制系统视场的提高，所示。

为了校正整个系统的垂轴色差，可使第一组双胶合中胶合面背向光栏，以产生符号相反的垂轴色差，与系统原有的像差相抵消，如图２所示。

由于胶合面背向光栏，又会使主光线在胶合面上的入射角变大，从而产生大量的高级像差。

为控制高级像差，胶合面两边玻璃的折射率差和色散差尽可能大些。

把图１中原本为双胶合的第３透镜和第４透镜分裂为双分离，也是为了利用微量的空气间隔来平衡高级像差。

为了减小场曲，根据摄影物镜玻璃选择的原则，负透镜的折射率值比正透镜低一些，但是第５透镜）），的折射率值（高于第６透镜（这是１．８４６６１．７２９１　　为了进一步减小轴外负球差（它可以增大第９面透，镜的半径）第４透镜的折射率值（大于第１．６２２３）　）更有利减小轴外负球差。

这是因３透镜（１．６７１０　第３透镜为紧挨着第５透镜的透镜都是正光焦度，负光焦度）存在。

之后还有第５透镜（

将初始结构中最后一片薄透镜变成厚透镜，使场曲和像散得到进一步校正，再将厚透镜变为双胶合透镜（选取折射率相等，色散不相等的玻璃，组合）使色差也得到进一步的校正。

２　优化设计

随着光学系统视场和相对口径的增大，其高必须将光学系统复杂化才能级像差将明显增大，

使设计满足要求。

图１和图２分别为光学系统初始结构和复杂化后的光学系统结构图

。

３　设计结果及像质评价

３．１　光学系统的ＭＴＦ曲线

优化后光学系统的ＭＴＦ曲线如图３所示

。

通过Ｚ整个系统中ｅｍａｘ中Ｓｅｉｄｅｌ系数可知，的第８面和第９面（光栏两侧的面）是主要产生负球差的面，同时光束在这里又有较大的入射角，使它产生很大的高级负球差。

为了减小系统的正像散，将光栏前后两部分靠拢，导致第８面和第９面偏离于光栏同心的位置，结果使得轴外光束经过

图３　ＭＴＦ曲线Ｆｉ．３　ＣｕｒｖｅｏｆＭＴＦ　　ｇ

由图３可以看出，全视场的ＭＴＦ在空间频率／为５６ｌｍｍ时大于０．７５。

并且各视场的ＭＴＦｐ

（）应用光学　２等：

大相对孔径数字化Ｘ射线成像系统的光学设计０１１，３２５　陈宝莹，

·８２９·

相对比较集中。

３．２　轴向像差曲线

轴向像差曲线如图４所示。

由图４可知，轴向轴向色差和初级球差都得到像差小于０．０１ｍｍ，了很好的校正。

在消色差孔径处剩余二级光谱为在系统焦深之内

。

０．００１７ｍｍ，　

图６　相对照度曲线

Ｆｉ．６　Ｃｕｒｖｅｏｆｒｅｌａｔｉｖｅｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ　　　ｇ

４　结论

本文基于双高斯结构，设计了一个用于牙科针对６诊断，０ｍｍ×４５ｍｍ尺寸碘化铯荧光屏的相对孔径和全视场角分别达到Ｘ射线成像系统，

图４　轴向像差曲线

Ｆｉ．４　Ｃｕｒｖｅｏｆｌｏｎｉｔｕｄｉｎａｌａｂｅｒｒａｔｉｏｎ　　　ｇｇ

／，有效焦距９ｍｍ，全视场ＭＴＦ０．９和３５°Ｆ在空／ｍｍ时高于０．全视场畸变为间频率５６ｌ７５，ｐ边缘视场与中心视场像面照度比达到１．８％，满足Ｄ８０％。

整个系统的像差得到很好的校正，Ｒ镜头要求的相对孔径大，畸变小，空间分辨率高，近距离成像等技术指标。

参考文献：

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［５］ＭＩＴＨ　ＷＪ．ＭｏｄｅｒｎｏｔｉｃａｌｅｎｉｎｅｅｒｉｎＭ］．Ｎｅｗ　Ｓ　　　ｐｇｇ［

：

Ｈ，ＹｏｒｋｉｌｌＢｏｏｋＣｏｍａｎ１９６６．　　ｐｙ

３．３　场曲畸变曲线

光学系统场曲畸变曲线如图５所示

。

图５　场曲和畸变曲线

Ｆｉ．５　Ｃｕｒｖｅｓｏｆｆｉｅｌｄｃｕｒｖａｔｕｒｅａｎｄｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ　　　　　ｇ

由图５可知，场曲和像散得到了很好的校正，全视场畸变为１．８％３．４　相对照度曲线

光学系统相对照度曲线如图６所示。

对多数照相物镜来说，一般允许视场边缘像点的像差比同时允许轴外光束的宽度小于中心适当大一些，

轴上像点的光束宽度，即允许视场边缘有渐晕。

因此在校正像差过程中，可以把轴外光束一部分像差过大的光线截去，使它们不能通过系统到达像面成像。

对系统设置渐晕后边缘视场与中心视场像面照度比能够达到８０％，满足光学系统性能要求

。

·８３０·

（）应用光学　２等：

大相对孔径数字化Ｘ射线成像系统的光学设计０１１，３２５　陈宝莹，

［］６Ｍ］．北京：

北京理　李士贤，郑乐年．光学设计手册［

工大学出版社，１９９０．

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，Ｍ］．ＢｅｉｉｎＢｅｉｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏＰｒｅｓｓ　　ｊｇｊｇｇｙ　　）１９９０．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ　

［］董晓娜，陈良益，等．大视场大相对孔径水下７　谢正茂，

］：

专用摄影物镜的设计［光子学报，Ｊ．２００９，３８（４）８９１８９５．－

，，，ｉＺｈｅｎａｏＤＯＮＧＸｉａｏｎａＣＨＥＮＧＬｉａｎｅｔＸＩＥ　－ｍ　－　－ｙｇｈｏｔｏｒａｈａｌ．Ｄｅｓｉｎｆｏｒｓｅｃｉａｌｕｎｄｅｒｗａｔｅｒｏｂｅｃ　　　　－ｐｇｐｙｇｐｊ　ｔｉｖｅｌｅｎｓｗｉｔｈｗｉｄｅａｎｌｅａｎｄｌａｒｅｒｅｌａｔｉｖｅａｅｒｔｕｒｅ　　　　　　　　ｇｇｐ［］，（）：

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／＃ｉＤｅｓｉｎｏｆａｌｏｎａｖｅｌｅｎｔｈｌｏｗＦｎｆｒａｒｅｄｏｔｉｃａｌ　　　－ｗ　　　ｇｇｇｐ］，ｓｓｔｅｍ［Ｊ．ＩｎｆｒａｒｅｄＴｅｃｈｎｏｌｏ２００９，３１（４）：

１９３　－ｙｇｙ）１９５．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅｗｉｔｈａｎＥｎｌｉｓｈａｂｓｔｒａｃｔ　　　　　ｇ

［］９１镜头的光　周华鹏，陈文建，唐绍凡．相对孔径为１：

］（）：

学系统设计［Ｊ．应用光学，２００７，２８１５５５７．－，，ｅｎｉａｎＺＨＯＵ　ＨｕａＣＨＥＮ　ＷｅｎＴＡＮＧＳｈａｏ－ｐ－　－ｇｊｆａｎ．Ｏｔｉｃａｌｓｓｔｅｍｄｅｓｉｎｆｏｒｌｅｎｓｗｉｔｈｒｅｌａｔｉｖｅａｅｒ　　　　　　　－ｐｙｇｐ］，ｔｕｒｅｏｆ１：

１［Ｊ．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｌｉｅｄＯｔｉｃｓ２００７，２８　　　　　ｐｐｐ（）：

）１５５５７．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅｗｉｔｈａｎＥｎｌｉｓｈａｂｓｔｒａｃｔ－　　　　　ｇ［］樊学武，邹刚毅．宽谱段大口径透射式摄影１０　杨利华，

］（）：

镜头设计［Ｊ．应用光学，２００９，３０６９２５９２８．－，Ｆ，ＹＡＮＧＬｉｈｕａＡＮ　ＸｕｅｕＺＯＵ　Ｇａｎｉ．Ｄｅｓｉｎ　－－ｗ－ｇｙｇｏｆｌａｒｅａｅｒｔｕｒｅｃａｍｅｒａｌｅｎｓｗｏｒｋｉｎｉｎｗｉｄｅｓｅｃｔｒａｌ　－　　　　　ｇｐｇｐ　］，，：

Ｊ．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｌｉｅｄＯｔｉｃｓ２００９３０（６）ｒａｎｅ［　　　ｐｐｐｇ）９２５９２８．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅｗｉｔｈａｎＥｎｌｉｓｈａｂｓｔｒａｃｔ－　　　　　ｇ

微电脑双联旋转式铁谱分析系统（铁清显微成像系统）

技术规范书

一、设备各部件技术参数

1、磁头沉积指标：

三环沉积有效样本区≥47mm2

内环（小环）沉积样本区≥9mm2

内环（大环）沉积样本区≥90mm2

2、重现性指标：

8个显微镜视场定性铁谱均值误差<10%

4个显微镜视场定量铁谱均值误差＜15%

3、油样污染度范围：

O～3000ppm。

磨屑沉积平面360°等几率均匀分布，基本无重叠现象。

4、磁场装置技术指标

磁场

内值径尺寸（mm）

宽（mm）

磁感应强度

内圈

Ф11.5

0.5

工作点磁感应强度：

100～1000Gs

工作点最高磁感应强度：

≥600Gs

中圈

Ф19

0.5

外圈

Ф29

0.5

内圈（大）

Ф22

0.5

5、转动部分指标

设置

工作场合

推荐值（rpm）

转速误差

转动端面

第一档

成谱

75

＜±1rpm

转动部份径向跳动

＜±100μm

端面全跳动＜±100μm

第二档

清洗

150

＜±1rpm

第三档

甩干

200

＜±1rpm

6、定时装置指标：

三档全部可调定时

时钟误差：

<0.01%

7、其它指标：

玻璃基片：

55×55×0.17（mm）

定量移液器：

lml,0～5ml可调.

电源供电电压：

220V,50Hz

最大功耗10W—50W

仪器尺寸450×350×280（mm）内

二、其它技术要求

1.在设备的整个服务期内提供现场安装调试、维修指导、故障处理等技术指导服务。

2.设备保质期为两年

3、随机提供技术资料，产品合格证及所需备用的配件等。