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桌面式显微镜的质量控制:安装认证(IQ)/运行认证(OQ)

Andor隆重推出了一项革命性的光学显微镜新计划,该计划是通过与科学界的成像专家密切合作开发的。多年来,显微镜技术人员一直在努力应对质量控制的挑战,以及如何在缺乏固定规格和性能监控手段的情况下将定量方法应用于研究。

Andor专为其桌面式显微镜系列设计了安装认证(IQ)/运行认证(OQ)计划,通过促进程序的标准化、减少可变性和增强结果的可重复性,来改变这种状况。

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Andor的IQ / OQ计划的好处

性能量化

所有光学显微镜所呈现的图像都受到物理限制。通过这种性能量化的新方法,我们可以将所了解到的性能限制(也称为信息限制)信息应用于实验设计。这种方法能够实现更严格控制的实验,从而帮助研究人员采用不同的研究方法和技术。

性能优化

点扩散函数 (PSF) 用来测量系统分辨率,一般通过小点状光源(例如荧光微球)的空间范围成像来确定,然后使用图像分析程序(MetroloJ_QC插件或 PSFj)进行测量。 

Cédric Matthews and Fabrice P.Cordelieres: “MetroloJ: an ImageJ plugin to help monitor microscopes’ health,”

PSFj: know your fluorescence microscope

右图显示了不同类型荧光显微镜的横向和轴向分辨率,与理论半高宽(FWHM) 的比值。

Faklaris等人给出了绿色发射通道(GFP)可接受的归一化分辨率比值为 1.5 或更低(绿线)。

质量管理

光学显微镜是动态仪器,经常被具有不同需求的众多用户日常使用。对于需要论证系统性能的研究人员和实验室,我们的 IQ/OQ 计划提供了所需的参照标准,以确保您的系统在全生命周期性能一致。

标记图例:WF = 宽场落射荧光显微镜。SDCM = 转盘共聚焦显微镜。LSCM = 激光扫描共聚焦显微镜。BC43 = Andor桌面式共聚焦显微镜。

示例中橙色线表示使用60x 1.42 NA油浸物镜时,Andor保证的最小分辨率比值(横向1.47和轴向1.34)。橙色三角形标记表示使用同种物镜和相同BC43仪器配置测得的分辨率数据。该图是根据QUAREP提供的数据和规格制定的。

获取更多有关质量控制

BC43显微镜IQ / OQ规格表

下表详细介绍了配备60x 1.42 NA物镜的BC43显微镜的成像性能。

我们可选的质量控制服务包可以在下述规格内量化您的系统的实际性能。在现场进行的每次性能检查都将生成一份报告,详细说明实际测量的性能。如果在计划的定期检查中有任何测试未通过,我们的工程师将进行修复,以确保性能符合规格要求。

通道相关测量

OQ 测试 蓝色通道规格
405nm 激发
435-455nm 发射
绿色通道规格
488nm 激发
517-541nm 发射
黄色通道规格
61nm 激发
580-610nm 发射
红色通道规格
638nm 激发
671-745nm 发射
激光功率* P ≥ 12.5 mW P ≥ 8.5 mW P ≥ 9.5 mW P ≥ 12.0 mW
系统均匀性 U ≥ 20% U ≥ 65% U ≥ 65% U ≥ 65%
照明对中 C ≥ 65% 其他通道的对中性能超出了可测量范围

*该测试使用显微镜的落射荧光(宽场)成像模式。所有其他测试都使用显微镜的共聚焦成像模式。

通道组合测量

OQ 测试 蓝-绿通道组规格 绿-黄通道组规格 绿-红通道组规格
全视野最大横向分离距离(横向校正) Max |rxy| (Full FOV) ≤ 480 nm Max |rxy| (Full FOV) ≤ 340 nm Max |rxy| (Full FOV) ≤ 620 nm
全视野平均轴向分离距离(轴向校正) Avg |rz| (Full FOV) ≤ 505 nm Avg |rz| (Full FOV) ≤ 410 nm Avg |rz| (Full FOV) ≤ 870 nm
全视野通道组合校正(QUAREP标准) Max |rexp / rref| (Full FOV) ≤ 3.17 Max |rexp / rref| (Full FOV) ≤ 1.93 Max |rexp / rref| (Full FOV) ≤ 3.61
中心 30% 视野最大横向分离距离(横向校正) Max |rxy| (30% FOV) ≤ 180 nm Max |rxy| (30% FOV) ≤ 150 nm Max |rxy| (30% FOV) ≤ 205 nm

中心 30% 视野平均轴向分离距离(轴向校正)
Avg |rz| (30% FOV) ≤ 505 nm Avg |rz| (30% FOV) ≤ 410 nm Avg |rz| (30% FOV) ≤ 870 nm
中心 30% 视野通道组合校正(QUAREP标准) Max |rexp / rref| (30% FOV) ≤ 1.55 Max |rexp / rref| (30% FOV) ≤ 1.07 Max |rexp / rref| (30% FOV) ≤ 1.89

单通道测量

OQ 测试 规格
检测器光强响应 R2Int ≥ 0.96
Z方向三维重建精度 0.97 ≤ G ≤ 1.03
XY方向定位和重复性精度 Max |Driftxy| ≤ 2 µm pk-pk
中心 30% 视野平均横向分辨率 Avg FWHMxy (30% FOV) ≤ 280 nm
中心 30% 视野平均横向分辨率 (QUAREP标准) Avg FWHMxy / resox/y (30% FOV) ≤ 1.47
全视野平均横向分辨率 Avg FWHMxy (Full FOV) ≤ 280 nm
全视野平均横向分辨率 (QUAREP标准) Avg FWHMxy / resox/y (Full FOV) ≤ 1.47
中心 30% 视野平均轴向分辨率 Avg FWHMz (30% FOV) ≤ 725 nm
中心 30% 视野平均轴向分辨率 (QUAREP标准) Avg FWHMz / resoz (30% FOV) ≤ 1.34
全视野平均轴向分辨率 Avg FWHMz (Full FOV) ≤ 725 nm
全视野平均轴向分辨率 (QUAREP标准) Avg FWHMz / resoz (Full FOV) ≤ 1.34
系统振动 * σxy ≤ 40 nm
污染和背景伪影 透射光明场和荧光背景图像必须与工厂参考图像匹配
(更多信息请参考测试描述)

* 该测试使用显微镜的落射荧光(宽场)成像模式。所有其他测试都使用显微镜的共聚焦成像模式。

为什么质量控制很重要?

了解显微镜的确切性能对于实验验证至关重要。我们的目标不仅是为用户和实验室提供质量控制方案,确保系统性能的一致性,同时也为研究人员提供实验设计所需的信息。

我们的系统测试 为研究人员提供了有关影响其实验的各个系统参数的可靠数据。使用的多种标准样本和软件也是最适合测试每个参数的。

该项目是与 QUAREP-LiMi组织合作开发的,QUAREP-LiMi 是一个拥有600 多名学术界和工业界成员的组织,旨在提高生命科学和材料科学中光学显微镜实验的可重复性。

在这段视频中,Glyn Nelson博士简述了该质量控制方法如何帮助提高使用显微镜技术开展的研究的可信度,并推动对科学知识的追求。

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