[发明专利]用于使用显微镜对物体如细胞成像的X、Y和Z方向的低倍显微镜物镜预扫描和高倍显微镜物镜扫描

说明书

描述了可用于对三维物体诸如生物细胞、生物组织或生物有机体成像的方法和系统的某些配置。该方法和系统可以以减少的成像时间和减少的数据量对三维物体成像。

技术领域

某些配置涉及可用于对三维物体成像的方法和系统。更具体地，描述了可以以自动化和高通量方式对三维物体诸如生物细胞成像的某些方法和系统。

背景技术

为研究物体的结构和功能，通常对三维物体进行成像。三维物体的成像可能很耗时，并且可能无法在所需的时间范围内提供可用的结果，尤其是在成像的物体包含生物细胞的情况下。

发明内容

在一个方面，描述了一种使用显微镜对存在于基质中的三维物体成像的方法。在一些实施例中，所述方法包括使用第一放大率物镜预扫描基质以识别所述基质中所述三维物体的x-y位置并识别所述基质中所述三维物体的z高度。在其他实例中，所述方法还包括使用第二放大率物镜在z方向上使用被识别三维物体的所识别的z高度扫描所述被识别三维物体以提供存在于所述基质中的所述三维物体的至少某个部分的三维图像，其中所述第二放大率物镜大于或等于所述第一放大率物镜。

在一些实例中，所述预扫描包括使用所述显微镜的所述第一放大率物镜获得多个单独的z平面图像以提供用于识别所述z高度的离散z平面图像的第一图像集。在其他实例中，所述扫描包括从所述三维物体的所识别的z高度开始获得所述被识别三维物体的多个离散z平面图像，并使用所述显微镜的所述第二放大率物镜来提供第二图像集。在一些实施例中，所述第二图像集的所述多个离散z平面图像用于提供所述基质中所述三维物体的完整三维图像。在某些实例中，在使用所述第二放大率物镜扫描所述被识别三维物体之前，可对所述第一图像集进行图像校正以提供经校正的第一图像集。在其他实例中，所述三维物体的经校正的x-y位置和从所述经校正的第一图像集获得的所述三维物体的经校正的z高度用于使用所述第二放大率物镜扫描所述三维物体以提供所述第二图像集。在一些实施例中，可对所述第二图像集进行图像校正以提供用于提供所述三维物体的所述三维图像的经校正的第二图像集。

在某些实例中，使用所述第一放大率物镜的所述预扫描使用空气物镜进行，例如显微镜的5X或10X空气物镜，并且使用所述第二放大率物镜的扫描使用浸液物镜进行，例如所述显微镜的水浸物镜或油浸物镜，可以是40X、50X、60X倍或更高倍数的物镜。

在一些实例中，使用激光共聚焦扫描显微镜进行预扫描和扫描两者。在某些实施例中，所述三维物体是生物有机体、生物器官、生物组织、生物细胞或其组分或细胞器。在另外的实例中，所述生物有机体、所述生物器官、所述生物组织、所述生物细胞或其组分或细胞器的所述预扫描和扫描在包含水凝胶的基质中或在包含三维支架的基质中进行。

在某些实例中，所述方法包括使用所述显微镜的所述第一放大率物镜预扫描所述基质以识别基质中多个单独三维物体中的每一个的x-y位置并识别所述基质中被识别多个三维物体中的每一个的z高度。所述方法还可以包括使用所述第二放大率物镜在z方向上使用每个被识别三维物体的各自所识别的z高度扫描每个被识别三维物体，以提供所述基质中存在的所述三维物体中的每一个的至少某个部分的三维图像。当多个物体在基质中成像时，可以使用空气物镜(例如显微镜的5X或10X空气物镜)进行使用所述第一放大率物镜的预扫描，并且可以使用浸液物镜(例如显微镜的水浸物镜或油浸物镜，可以是40X、50X、60X倍或更高倍数的物镜)进行使用所述第二放大率物镜的扫描。当多个物体在基质中成像时，每个所述三维物体独立地是生物有机体、生物器官、生物组织、生物细胞或其组分或细胞器，并且其中所述基质包括水凝胶或三维支架。物体不必是相同类型的细胞、组织、有机体等。

在某些实施例中，所述方法包括使用预扫描来识别所述基质中所述被识别三维物体的z宽度，并且使用所识别的z宽度来选择扫描时间或选择由所述基质中所述三维物体的扫描获得的数据量。