[发明专利]一种原子力探针接触式扫描生物细胞成像误差的补偿方法

说明书

本发明提供一种原子力探针接触式扫描生物细胞成像误差的补偿方法，利用原子力探针对同一个细胞区域依次从0°(I)、45°(II)、90°(III)、135°(IV)、180°(V)、225°(VI)、270°(VII)、315°(VIII)八个方向上进行接触式扫描成像，得到八个方向的细胞形貌图；在0°(I)方向的细胞形貌图中，选取以细胞为中心的正方形图像作为模板，在45°(II)、90°(III)、135°(IV)、180°(V)、225°(VI)、270°(VII)、315°(VIII)方向的细胞形貌图中依次选取细胞融合图像，将选取的细胞形貌图像进行图像融合，可有效消除原子力探针接触式扫描细胞形貌成像时出现的阴影问题。本发明有效补偿细胞扫描成像出现的形貌误差，进而提高了细胞形貌成像质量。

技术领域

本发明属于显微成像技术领域，特别涉及到细胞形貌成像领域，是一种原子力探针接触式扫描生物细胞成像误差的补偿方法。

背景技术

细胞是生物体的基本组成单元，通过了解细胞的形貌和对细胞物理特性的测量，进行细胞区分和细胞功能分析是科学研究的一个重要课题。原子力显微成像系统利用探针(11)针尖与样品之间的原子相互作用力，可以对微纳尺寸的样品进行形貌成像以及物理特性的测量。使用原子力探针对细胞的形貌进行扫描成像，是一种可靠的细胞形貌成像方法。原子力探针成像常用的扫描方式有接触扫描模式和轻敲扫描模式。其中，接触模式扫描图像稳定，成像分辨率高，是细胞形貌成像最常用的一种扫描方式。

细胞表面比较柔软，利用原子力探针对细胞进行接触模式扫描成像的过程中，扫描图像时探针与细胞表面设置的力比硬性材料的小一些，又由于细胞的高度落差较大，使得在细胞坡度较大的区域使用接触式扫描成像时，压电陶瓷在垂直方向上无法实时快速调节，导致该区域的细胞扫描图像形貌出现较大的误差，这使得接触模式扫描成像所获得细胞形貌检测精度大幅下降。

目前，现有的原子力探针采用接触式扫描生物细胞形貌图时，均采用单方向扫描成像，在进行细胞单方向扫描成像时，在细胞高度落差较大的区域，会存在阴影，使得该区域的细胞形貌图存在较大的误差，细胞形貌图检测精度下降。如何消除原子力探针接触模式细胞形貌成像中的阴影，已经成为原子力探针进行细胞形貌成像的一个障碍。本发明对同一个细胞区域在0°(I)、45°(II)、90°(III)、135°(IV)、180°(V)、225°(VI)、270°(VII)、315°(VIII)八个方向进行扫描成像，将这八个方向扫描的图像进行融合，融合后的图像可有效去除单方向细胞扫描成像中阴影，进而实现了原子力探针接触式细胞形貌成像的误差补偿。

发明内容

本发明要解决技术问题为：克服现有技术的不足，提供一种原子力探针接触式扫描生物细胞成像误差的补偿方法，可有效解决原子力探针对生物细胞形貌进行接触式扫描成像时，由于细胞高度落差较大而出现阴影的问题，有效补偿了目前原子力探针接触模式扫描成像方法产生的检测误差。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

一种原子力探针接触式扫描生物细胞成像误差的补偿方法，如图1所示，包括以下步骤：

第一步，原子力探针系统校准：利用原子力探针对平面校准基底依次进行八个方向接触式扫描成像，所述八个方向分别为0°(I)、45°(II)、90°(III)、135°(IV)、180°(V)、225°(VI)、270°(VII)、315°(VIII)；根据扫描成像的图像中十字图案坐标计算出平面校准数据；

第二步，细胞扫描成像：利用原子力探针对同一个以细胞为中心，边长为60-80微米的正方形区域，依次进行所述八个方向的接触式扫描成像，根据第一步得到平面校准数据，对每个方向进行细胞扫描成像前进行预先校准；

第三步，选取细胞融合图像模板：在第二步中的0°(I)方向扫描图像中，选取以细胞为中心，边长为30-50微米的正方形图像作为细胞融合图像模板；