现今的显微镜系统可以高精度采集复杂体系，这让它们成为了解生物机制的生命科学研究人员至关重要的工具。但与任何实验室的研究设备一样，您的显微镜必须确保性能稳定，才能实现可重现的数据。
随着显微镜设备和图像分析变得日益复杂，这带来了一些挑战。
在这篇文章中，我们将更详细地了解监控显微镜性能的重要性，并分享分析工具如何帮助识别在结果中引入偏差的问题。
偏差是如何渗透到实验数据中的
偏差很容易从多个来源渗透到实验中。以形态分析为例。当您试图测量细胞结构的变化时，必须拍摄图像并测量形态差异。即使您的显微镜工作正常，样品制备或标本中的生物变异也可能导致图像和后续结果中出现偏差。这会给采集准确、可重现的数据带来挑战。
现在考虑完成这项任务时是否使用了未经校准的显微镜。显微镜本身会给图像带来进一步的偏差，使随后的测量将缺乏准确度和精度。因此，如果您再次进行相同的实验，将难以重现相同的数据集。
这对于希望发表实验数据的研究人员来说是一个严重的问题。假设一位审核人员要求您重复一项实验。如果使用未经校准的仪器，您可能要经历很多困难才能获得类似的结果。
虽然我们在遏制标本的生物变异上几乎无能为力，但可以通过一些方法监控显微镜的性能，并揭示在成像和测量的哪些环节引入了偏差。我们将在审视定量测量中发现的误差和偏差之后，进一步探讨解决这些问题的方法。
定量测量中的误差
可以使用显微镜进行各种不同的定量分析。大多数定量应用都包括测量和比较图像内的荧光强度或空间变化。
每个定量测量都包含一定量的误差或偏差。这种误差可能由样品或显微镜引入，并且可能表现为测量值不准确和/或不精确。不准确的值会造成不正确的测量持续出现，而不精确则会导致重复测量产生差异。这两者都对产生可重现的数据构成威胁。
在过去，许多图像分析研究都依赖于通过手动测量进行定量分析。在过去的二十年中，我们见证了以生物信息学图像分析为方向的发展趋势，以及包括AI程序在内的、可以将测量过程自动化并大幅提高通量的软件工具。正因为如此，在定量显微镜检查实验中产生的数据量达到了新高。
随着研究人员每次实验都产生越来越多的图像，并且这些图像被送入复杂的模型中进行分析并提取相关信息，因此必须从一开始就尽可能获得较为优质、稳定的图像集。如果显微镜的成像过程持续数天，在此期间性能不稳定势必会在数据中引入大范围的偏差。无论您的分析软件功能多么强大，图像中的基准真值都会对数据的一致性和可靠性产生较显著的影响。
并非只有更高的分析量和分析软件才会为误差创造机会。现今的显微镜检查系统的复杂性前所未有，配备了各种光学、机械和电气部件。随着复杂部件数量的增加，这些仪器出现错位、故障或失效的概率也会增加。
如果显微镜系统的复杂性进一步增加了数据中的潜在偏差，那么可以采取哪些措施来监控显微镜的性能并确保结果的一致性呢？
用于监控显微镜性能的工具和支持
当您首次购买显微镜检查系统时，Evident等主要制造商交付的显微镜将包含经过精确定义的性能参数。在安装过程中，遵循精确的流程以确保显微镜的状态符合工厂标准。
随着时间的推移，一些性能指标可能会超出可接受的范围，正因如此，对显微镜进行性能分析至关重要。您需要确保显微镜的性能始终如一，无论是在购买后的一天、一个月还是一年。
以往，深入了解显微镜的性能一直耗时费力，往往涉及使用校准工具包构建输出强度相对于透射率百分比的校准曲线。在过去，对特定参数（例如，分辨率或均匀性）进行故障排除同样一直具有挑战性，需要使用不同的故障排除工具来检测特定的故障。
内置显微镜性能监控工具
如今，有了更简单、更快速的解决方案，可让监控显微镜性能的工作不再繁重。请考虑以下例子。在延时显微镜检查期间，一些显微镜系统在长时间工作后容易出现性能波动。这会造成产生的延时图像质量不一。
与时俱进的解决方案—FLUOVIEW FV3000共聚焦激光扫描显微镜—具有适合这些实验的稳定激光功率。扫描单元中的激光强度监控和反馈控制系统可在长时间的延时研究期间提供稳定的激发强度。这一点在下面的延时图像中得到了证明（图1）。
图1.用FV3000共聚焦显微镜拍摄的延时图像。自然杀伤（NK）细胞系KHYG-1（绿色）在攻击和杀死由西妥昔单抗标记的HT-29肿瘤细胞（蓝色）时改变形状。碘化丙啶（PI）的吸收（红色）显示细胞死亡。
外部显微镜性能监控工具
除了用于性能监控的内置显微镜解决方案外，还有许多外部解决方案可以帮助显微镜用户和制造商确保显微镜设备以优化方式工作。Argolight是一家专事开发显微镜质量控制解决方案的公司。该公司设计了一系列质量控制玻片和配套软件，可以检测哪怕是微小的显微镜性能波动。
Argolight的性能分析解决方案采用玻片或微孔板的形式。它们可用于多种显微镜系统（包括荧光显微镜）的质量控制。这些解决方案为那些对显微镜性能缺乏信心的研究人员提供了重要的参考。
图2.将16种荧光图案中的两种并入每个Argolight HM玻片中。左图：用于检查图像平面度的环形场图案。右图：用于检查分辨率的渐变间隔线（垂直）图案。
但它们如何发挥作用呢？
简言之，玻片包含具有焦点矩阵、经过精确定义的几何荧光设计（上文图2中概述了相关示例）。将这些玻片成像，然后通过软件分析图像。值得注意的是，该软件可以检测显微镜性能中的任何偏差，并检测每个参数的偏差程度。如果任何一个值超出用户确定的可接受范围，这些信息将以简明的错误报告形式发送回制造商或核心工厂。
精简您的显微镜故障排除流程，保持工作顺利进行
Argolight开发的这类快速显微镜质量控制解决方案可以使用户和制造商都受益。例如，假设您检测到显微镜存在问题。向我们的专职服务工程师团队发送错误报告，可以让他们在解决您的问题方面掌握先机。通过该报告，他们可以快速了解可能出现故障的特定组件，并提出更相关、更具体的问题，以帮助解决问题。
通过一份报告掌握显微镜整体性能的概况，而不是从各种不同的分析工具中收集信息，可以节省用户的时间和金钱。服务工程师可以快速确定问题，以便用户可以继续工作。事实上，一份简明报告中提供的详细概述可以提高我们的工程师远程解决问题的可能性，从而使用户能够在很短的仪器停机时间后继续研究工作。
我们已经目睹许多客户受益于使用通用故障排除仪器，这些仪器可确保采集可靠的数据，消除显微镜引入的偏差，揭示系统性能随时间而演变的情况，并帮助他们从定量显微镜检查中收获更多。
需要帮助排除您的显微镜在定量分析中的性能故障吗？请联系我们此处的专职客户支持团队。
要详细了解Argolight的解决方案，您可以在此处联系他们。
