博览: 2021 Nature Methods 活细胞延时图像中线粒体自动分割和追踪摘要：线粒体复杂的形态和运动模式，使得很难在它们的延时图像中对其进行分割和追踪。在这里，作者介绍了一种适用于对活细胞二维和三维延时图像中线粒体进行快速、无偏(unbiased)、自动分割和追踪的算法，Mitometer。给定像素尺寸和帧之间的时间间隔，Mitometer就可识别线粒体的运动和形态（线粒体的融合和裂变也可识别）。分割算法采取形状和尺寸保持、背景去除的策略来分离单个线粒体。跟踪算法通过形态特征和位移的差异连接线粒体，随后采取间隙闭合(gap-closing)的策略。使用 Mitometer， ...
短波红外(SWIR)相机人眼的感光范围大致在380nm~750nm之间，此波段通常称为可见光。小于380nm被称为紫外光，大于750nm被称为红外光。红外光又分为近红外、短红外、中红外、远红外光。短红外在0.9~1.7μm之间，通常的硅传感器相机无法对此波段进行感光和进行光电转换。而InGaAs传感器则可以覆盖SWIR频带，并最低可扩展至550nm、最高可扩展至2.5μm。图1.SWIR波长范围短波红外相机的价值：1. 夜间成像：由于人眼只能辨识可光范围内的光，因此在夜间只凭借星光很难清晰分辨物体。而被称为夜间天空辐亮度的大气现象所发出的光照度比星光强5至7倍，这种光照几乎都处在短波红外波长区 ...
椭偏仪在位表征电化学沉积的系统搭建（十五）- 弧形电解池的设计3.2弧形电解池3.2.1池体样式综合考虑椭偏仪的测量特点，初步设计了如图3-2(a)所示的池体模型图。可以看到该池体结构由两边的长方体和与之相连的半圆柱体及基底即工作电极载体构成。池体的核心部分之一为中间的观察窗口，为了尽可能的减小椭偏仪的入射光在经过电解池池壁和溶液的损耗，则入射光必须垂直于池体壁入射；而椭偏仪的zui佳测量入射角在70°左右，是不固定的。综合考虑光的损耗及椭偏仪的测量特点，选择了半圆柱体作为观察窗口，这样就可以在既可以满足入射光垂直于池体壁入射又可以在一定范围内调节入射角度。要使椭偏仪的出射光垂直入射后又经过一 ...
椭偏仪在位表征电化学沉积的系统搭建（十六）- 可行性分析3.2.4可行性分析(1)光路可行性分析如图3-4所示，为了保证对电极不影响光路的传输，其可活动的范围为图中h所示。如果半圆直径为50px，对电极宽25px，上限由电极碰到池体壁决定，则此时入射光的极限入射角为ɵ1=30°；下限由入射光的入射角决定，图中的入射角ɵ2=55°，则电极可调的极限zui低位置如图所示。所以在满足对电极不挡光的情况下，入射光的入射角可调范围是30°<ɵ<90°。我们的工对电极选25px×25px，观察窗口直径为75px，所以实际上我们可以调节的入射角度范围更大，且而常用的入射角度为55°到80°，所以 ...
椭偏仪在位表征电化学沉积的系统搭建（十七）- 系统误差与醋酸铅实验3.2.6实验测试与分析3.2.6.1系统误差实验为了进一步分析该池体的实验可行性，用去离子水、1M醋酸钠和15mM、20mM的醋酸铅作为溶液，Au/Si为基底，在电解池中进行多次椭偏仪测量，测量入射角为65°，波长范围为300nm到800nm，步长为10nm。结果如图3-8所示。图3-8(a，b)为去离子水条件下测试得到的Au基底在池体中的Psi和Delta，整体上看不同测试次数得到的图谱随着波长的变化趋势一致，但是在数值上有所偏移，向上或向下移动。图3-8(c，d)为1M醋酸钠和15mM的醋酸铅作为溶液测试得到的池体中Au基 ...
椭偏仪在位表征电化学沉积的系统搭建（十八）- Pb薄膜沉积实验3.2.6.3Pb薄膜沉积实验通过前面实验与分析知溶液及溶液浓度对椭偏仪基底测试影响可忽略，故用该电解池进行了Pb的沉积实验。采用三电极体系（工作电极：Au/Si；对电极：Pt丝；参比电极：Ag/AgCl）。溶液为1M的醋酸钠及1M的醋酸钠与5mM或10mM的醋酸铅。为探究沉积条件，需对工作电极进行CV扫描，扫描速率为5mV/s，扫描电势窗口为-1.2V—0.5V，从开路电压（OCP）开始负向扫描。通过恒压电沉积得到Pb薄膜同时进行400nm到800nm波段的椭偏监测。实验中电极的放置如图3-10所示，Au/Si电极为工作电极置于观 ...
椭偏仪在位表征电化学沉积的系统搭建（十九）- 圆形微流腔体3.3微流腔体由于半弧形电解池存在的不足，所以进行了池体的改进，得到圆形微腔体以及进一步改进的流动长方形微腔体。它们都有易于拆卸更换电极、操作简单等优点。3.3.1圆形微腔图3-16是圆形微腔制作完成的实物图以及在椭偏仪测试中的放置示意图。该池体主要由基底即工作电极Au/Si、橡胶圈和上面的打孔ITO即对电极组成，他们由上下亚克力板即四角的螺丝固定压紧。其中上面的亚克力板去掉了一块留出观察窗口，减小光在传播过程中的损耗。ITO上打孔用于溶液的注入。电极的连接由铜胶带实现。图3-16(a)实物图;(b)椭偏仪测试中的放置图用该电解池进行了 ...
椭偏仪在位表征电化学沉积的系统搭建（二十）- 长方形流动微腔3.3.2长方形流动微腔为了解决溶液微圆形腔体溶液注入困难、溶液少及反应产生气泡的问题，进一步对腔体进行改进，得到微流腔体。图3-18是微流腔体制作过程示意图，首先准备好ITO、EVA胶膜、特氟龙细管、Au/Si，把EVA胶膜切成内为25px×62.5px，外为37.5px×75px的长方形，然后从上到下依次把ITO、EVA胶膜/特氟龙细管、Au/Si叠好置于加热平台，在150℃下加热，使得EVA软化粘合池体，zui后冷却得到成品。该池体工作电极即为Au/Si基底，上端的ITO即为对电极，溶液的进出由两边的特氟龙细管实现，通常制作完成 ...
椭偏仪在位表征电化学沉积的系统搭建（二十一）- 不同沉积条件CU20制备CU20作为一种半导体材料，实验组前期对其进行了系统的研究。其中电化学沉积CU20薄膜对沉积条件如沉积电压、沉积温度和溶液pH值等十分敏感，且不同条件下沉积得到的CU20薄膜的催化性质有差异。对CU20薄膜沉积进行在位监控即可以承接前期研究，又可以作为在位沉积案例实现本研究系统搭建，所以此次研究以CU20薄膜沉积为表征对象。本文主要是应用所设计的电解池进行薄膜的沉积并实现椭偏仪的在位监测和对所得到的数据进行拟合分析，构建出简单可行的椭偏仪在位表征体系。首先，进行了不同电流的恒压沉积且对成分进行了分析，确定了后续实验的沉积电 ...
椭偏仪在位表征电化学沉积的系统搭建（二十二）- 沉积前装置的椭偏数据1形貌分析图4-2(a)是准在位监测后沉积1080s时测试得到的SEM图，在1μm放大倍数下看到沉积的薄膜颗粒大小不等（~10-103nm），形态上为不规则的块状。实验组前期用三电极体系(Au/Si工作电极，Pt网对电极，Ag/AgCl参比电极)恒压法(-0.05V)常温下(T=20℃)沉积30分钟得到的结果如图4-2(b)所示。与恒压沉积相比，沉积薄膜粒径不均匀性更强。图4-2CU20薄膜的SEM图：(a)沉积1080s(b)实验组前期恒压常温沉积2不同沉积时间椭偏数据的分析对沉积时间为180s、360s、540s、720s ...
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