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接收图像回顾:2020年2月最受欢迎的显微镜图像

作者  -
绿藻

我们非常乐于在奥林巴斯生命科学Instagram帐户上展示奥林巴斯客户的魅力之作。

过去的一个月我们第一次开展了Instagram接收活动, 让Håkan Kvarnström进行了一周的图像分享并回答了有关他作品的问题。

Håkan是奥林巴斯2018年欧洲年度影像大赛的获得者,在捕捉科学美妙瞬间方面拥有丰富经验。正如他所描述的,他的作品关乎于图像及其所讲述的故事。微观世界充满激动人心的美妙探索。”

正如所料,本月最受欢迎的前五幅图像全部来自他。请欣赏下面带有Håkan标题的2月份排在前五名的图像。

线虫

这张照片展示了在佛罗里达沼泽采集样品时发现的线虫。据估计,在地球上所有已知动物中,线虫数量多达80%,是地球上数量最庞大的动物。它们几乎盘踞在所有的生态系统中,包括海水、淡水以及从极地到热带地区的土壤。

如同普通摄影一样,照明技术对于制作吸引眼球的精彩图像至关重要。我始终相信,精彩美妙的图像对于表达其所承载的故事具有重大影响。因此,利用各种照明和相衬技术在显微镜下为物体提供最佳照明效果非常关键。很多微观生命形式是无色透明的,如果使用普通光源照明,几乎无法观察到它们。因此可以使用各种相衬增强技术,增加对比度并让透明物体可视化。这些技术以不同方式修改光线,以此获得伪色、阴影、彩色或黑色背景,乃至3D效果的纹理。对比增强技术可能成本高昂,但好消息是,显微照相术作为最有用的方法之一却非常便宜。您可以在聚光镜下方添加一个简易偏光滤色片,并在光线通过物镜后立即在路径中添加第二个滤色片获得彩色图像。厚度和折射率的差异将产生不同的颜色,而旋转和移动样品(或滤色片)则会产生不同的效果。虽然某些显微镜出厂时已配备偏光滤色片,但实际上几乎所有显微镜均可从3D观影眼镜上取下的塑料透镜安装在显微镜上作为偏光滤色片使用。

奥林巴斯BX51显微镜使用UPLSAPO40X物镜在偏光方式下拍摄的图像。


绿藻门布朗葡萄藻

尽管我最初只是对显微镜感兴趣,但渐渐地对图像及其所讲述的故事更为偏爱。微观世界充满激动人心的美妙探索。我倾尽热情以最大的努力描绘这些生命形式。我把自己视为大自然的摄影师,专门记录肉眼无法看见的世界。环顾四周时,您能看到的都是肉眼可见的生物–树木、植物、鸟类和其他野生动植物。很长时间里,科学家认为自然界仅由这些肉眼可见的物质组成。后来我们才了解到地球上三分之二的生命都是由需要显微镜才能看到的微生物组成的。配备数码相机的现代显微镜彻底改变了科学摄影技术,让我们得以轻松观察更微观的世界。

今天的照片展示的是一种被称为布朗葡萄藻的绿色藻类。其细胞中30%到40%的生物质由油组成,可以看到它们从细胞边缘泄漏出来。这幅图像是奥林巴斯BX51显微镜使用UPLSAPO60XW水浸物镜,采用微分干涉(DIC)的方式拍摄的。水浸物镜的一大优势是其工作距离远高于相应倍数的油浸物镜。并且对于在潮湿安装座上的较厚样品具有很大好处,因为潮湿样品中的观察对象可以在水中移动。这个观察对象比物镜视场更大,因此我不得不将顶部和底部的多张图像拼接才获得最终图像。

这幅图像是奥林巴斯BX51显微镜使用UPLSAPO60XW水浸物镜,采用微分干涉(DIC)的方式拍摄的。


绿藻门微星鼓藻

该图像的灵感来自于著名摄影师Stephen Wilkes(@stephenwilkes)及其一系列名为“Day to Night”的作品,在这幅作品中,白天和黑夜在同一幅图像中展现。

科学摄影师可以从传统摄影师那里学到比如构图、光线的正确使用以及艺术表现力等很多技术。显微摄影的魅力在于,不同的照明和对比技术可以在显微镜下突出表现目标物的不同特征。有些技术可以突出展示表面,更好地掌握观察对象的外部形状,而其他技术则可以像刀片一样穿过观察对象,让其内部结构纤毫毕现。

该系列中的某些图像通过层切、拼接了多达100幅图像,之后在photoshop中合成,从而获得结合两种照明技术的合成图像。由于观察对象的任何移动都会破坏最终图像,这类技术面临的难题在于需要在显微镜下以足够快的速度工作。

绿藻图像(微星鼓藻),使用DIC和荧光方式成像,并合成为一张图形。


硅藻和带藻

这幅照片显示了两个不同物种——硅藻星型膜孔平板藻和带藻,极有可能是pseudosebaldi星鼓藻。星鼓藻的叶绿体显示为经典的绿色。硅藻也具有叶绿体,但其包含的诸如岩藻黄质等其他色素让其呈现棕黄色。

我经常会被问及有关如何拍摄图像以及所使用的工作流程问题。数码相机让显微摄影技术发生革命性转变,同时又创造出许多可以改善图像的技术,这些使用模拟胶片实际上完全无法实现。我想介绍一下我所使用的最重要的技术——景深拓展。景深拓展是一种用来解决显微镜物镜景深较浅问题的技术。在高倍率下使用高数值孔径物镜时,景深可能只有几分之一毫米。这也就意味着,如果观察对象的厚度以微米计,那么只有一小部分观察对象能够同时聚焦。向上或向下移动样品或物镜对于移动焦点区域非常必要。通常景深拓展可能要使用各部分处于焦点位置的10至20幅图像。有时候可能需要多达100多幅图像,而且仅使用每幅图像中的部分像素形成最终图像。景深拓展软件不只是涉及到焦点像素的选择。选择焦点不清晰的像素同样重要,尤其是在您想要干净背景的情况下。最好的方法是拍摄几张高度失焦的图像获得干净的背景。然后在拓展过程中,使用软件选择观察对象(聚焦)和背景(失焦)的相应像素。景深拓展软件可帮助您通过智能算法选择正确的像素。


这幅图像是43幅图像的组合堆叠。使用配有UPL SAPO60XW水浸物镜和DIC的奥林巴斯BX51拍摄。


老年低额蚤

最终图像为一只小型甲壳动物老年低额蚤,这是另一幅受Stephen Wilkes(@stephenwilkes)启发灵感的作品。

图像使用明场和荧光照明拍摄,由两幅图像合成。

非常感谢Håkan Kvarnström与我们分享了这么多美妙的图像,并介绍了相关显微技术的精彩细节。

如果您想要欣赏更多这类图像,请确保在Instagram上@olympuslifescience关注我们!

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营销沟通经理

Kerry Israel是奥林巴斯美洲公司科学解决方案部门生命科学营销与沟通经理。她拥有布兰代斯大学文学学士学位,并且在从广告和社交媒体策略到基层推广的市场营销各个层面拥有超过15年的工作经验。

2020年3月11日
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