一 、实验场景：纺锤体在细胞分裂过程中的形态观察
1. 纺锤体（Spindle Apparatus），形似纺锤，是产生于细胞分裂前初期到末期（Telophase）的一种特殊细胞器。其主要元件包括微管（Microtubules），附着微管的动力分子分子马达（Molecular motors），以及一系列复杂的超分子结构。
图1：纺锤体结构示意图
2. 细胞分裂（cell division）是指活细胞增殖及其数量由一个细胞分裂为两个细胞的过程。细胞分裂是生物实现生长与繁殖的必要方式。在细胞分裂过程中，作为遗传物质主要载体的染色体通过一系列有规律的变化使自己得到合理分配，保证遗传物质能从母细胞精确地传递给子细胞，从而保证生物的正常生长、发育和物种的连续性和稳定性。
3. 本次实验中，用户使用NCF1000激光共聚焦显微镜中的ROI工具精准放大纺锤体，通过观察卵母细胞中纺锤体微管与核蛋白的相对位置和形态变化判断纺锤体在生殖发育的调控作用。
图2：NCF1000激光共聚焦显微镜ROI局部放大软件界面
在实际观察中，卵母细胞纺锤体在60X物镜（1.42 N.A，Oil）观察下仅为米粒大小，见图3，用户无法详细看到微管与核蛋白的相对位置与变化。要想观察清楚只有20m大小的纺锤体，可使用NCF1000激光共聚焦的图像中的ROI工具来进行目标区域的精准观察，见图4。
本次实验中，用户观察到细胞分裂过程中卵母细胞纺锤体的微管形态与核蛋白数量变化均有所不同，也影响着生殖调控。图5显示正处于细胞分裂的前中期，中心体数量多且微管呈现网状形态；图6则显示为细胞分裂中期，微管呈现总体对称的分布，核蛋白数量显著减少。
二 、NCF1000共聚焦显微镜如何助力实验
1. ROI局部放大功能
- ROI（Region of Interest）指感兴趣区域，在图像或视频中被指定为需要特别关注或处理的区域，见图7。
- ZOOM缩放功能是针对图像中心进行局部放大的功能，属于一种特殊的ROI应用。
- NCF1000激光共聚焦显微镜配套软件NomisPro X-C可在60X油镜基础上进行4X放大观察，以获得清晰的荧光图像，见图8。
图7：ROI功能界面
图8：应用ROI功能后图像显示界面
2. 图像滤波处理功能
图像滤波是图像处理中常用的技术，主要用于去除噪声和增强图像特征。滤波的类型可以分为线性滤波和非线性滤波。线性滤波包括均值滤波、高斯滤波等，而非线性滤波则包括中值滤波和双边滤波.
NCF1000激光共聚焦显微镜配套离线版软件NomisPro X-V提供4种滤波处理方式，可使用均值滤波提升图像信噪比。
图9：处理界面
图10：均值滤波处理前后
三 、实验过程中可能遇见的问题
Q1：在使用60X及以上高倍物镜时，如何快速找到共聚焦图像焦面？
A1：NCF1000激光共聚焦显微镜提供3种Z轴调焦方式，分别为①显微镜主机两侧调焦旋钮可实现低速、中速、快速3档调焦，可先使用中速档进行焦面大致找像，再切换至低速档进行焦面微调；②在电动操纵摇杆上进行Z轴3档速度调焦，调焦思路参考①；③软件内点击“显微镜控制面板”，可自定义设置调焦精度，配合鼠标滚轮调焦或Z轴移动进行精细化焦面寻找。
Q2：在使用60X及以上高倍物镜时，怎么获取信噪比较高的纺锤体图像？
A2：在图像获取过程中，可通过软件界面调节小孔大小来获得较高信噪比的原始图像，在60X及以上高倍物镜，推荐小孔数值范围为2-3Au；也可通过适当调节激光通道强度和增益数值来提升图像质量。
在图像处理过程中，离线版软件NomisPro X-V可提供4种滤波处理和反卷积算法来提升图像信噪比，可根据实际图像情况选择相应的图像处理方式；也可适当调节图像色阶数值来提高信噪比。
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