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端面不透光的PDMS微柱阵列制备与图像处理方法研究

李波 董明利 张帆

李波, 董明利, 张帆. 端面不透光的PDMS微柱阵列制备与图像处理方法研究[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(12): 1226003-1226003(8). doi: 10.3788/IRLA201847.1226003
引用本文: 李波, 董明利, 张帆. 端面不透光的PDMS微柱阵列制备与图像处理方法研究[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(12): 1226003-1226003(8). doi: 10.3788/IRLA201847.1226003
Li Bo, Dong Mingli, Zhang Fan. Research of preparation and image processing method of PDMS micropost arrays with opaque top surfaces[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(12): 1226003-1226003(8). doi: 10.3788/IRLA201847.1226003
Citation: Li Bo, Dong Mingli, Zhang Fan. Research of preparation and image processing method of PDMS micropost arrays with opaque top surfaces[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(12): 1226003-1226003(8). doi: 10.3788/IRLA201847.1226003

端面不透光的PDMS微柱阵列制备与图像处理方法研究

doi: 10.3788/IRLA201847.1226003
基金项目: 

国家自然科学基金(61605011);北京市教育委员会科技计划项目(KM201711232004);北京市未来芯片技术高精尖创新中心科研基金

详细信息
    作者简介:

    李波(1992-),男,硕士生,主要从事生物医学检测方面的研究。Email:18611823898@163.com

  • 中图分类号: TP391;TH145.4

Research of preparation and image processing method of PDMS micropost arrays with opaque top surfaces

  • 摘要: 细胞可对外界施加力的作用,从而感知外界环境并做出力学响应。聚二甲基硅氧烷(PDMS)微柱阵列被广泛应用于细胞力测量,通过测量微柱顶面在细胞力作用下的位移量,获得细胞力的大小及方向。然而,由于PDMS微柱的高透明度,当利用明场显微图像进行图像处理计算微柱位移量时,提取微柱端面质心的算法较为复杂。提出了一种利用磁珠修饰微柱端面使其不透光的方法,以降低图像处理算法复杂度,同时提高微柱位置的识别精度。磁珠在外界磁场作用下被引入模具,向模具中浇铸PDMS后,得到端面嵌有磁珠的不透光PDMS微柱。修饰过后的微柱,其端面会在倒置显微镜下形成实心圆形图案,可以直接用regionprops函数计算出实心圆形图案的质心;未经修饰的微柱,在倒置显微镜下形成环形图案,需要用运算更为复杂的霍夫变换来计算环形图案质心。实验结果表明:该PDMS微柱修饰方法能使微柱端面与基底的对比度得到很大提高,因此在提取端面质心时,不需要用到霍夫变换,减小了图像处理中算法的复杂度,并且提高了微柱定位的精度。
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-07-10
  • 修回日期:  2018-08-28
  • 刊出日期:  2018-12-25

端面不透光的PDMS微柱阵列制备与图像处理方法研究

doi: 10.3788/IRLA201847.1226003
    作者简介:

    李波(1992-),男,硕士生,主要从事生物医学检测方面的研究。Email:18611823898@163.com

基金项目:

国家自然科学基金(61605011);北京市教育委员会科技计划项目(KM201711232004);北京市未来芯片技术高精尖创新中心科研基金

  • 中图分类号: TP391;TH145.4

摘要: 细胞可对外界施加力的作用,从而感知外界环境并做出力学响应。聚二甲基硅氧烷(PDMS)微柱阵列被广泛应用于细胞力测量,通过测量微柱顶面在细胞力作用下的位移量,获得细胞力的大小及方向。然而,由于PDMS微柱的高透明度,当利用明场显微图像进行图像处理计算微柱位移量时,提取微柱端面质心的算法较为复杂。提出了一种利用磁珠修饰微柱端面使其不透光的方法,以降低图像处理算法复杂度,同时提高微柱位置的识别精度。磁珠在外界磁场作用下被引入模具,向模具中浇铸PDMS后,得到端面嵌有磁珠的不透光PDMS微柱。修饰过后的微柱,其端面会在倒置显微镜下形成实心圆形图案,可以直接用regionprops函数计算出实心圆形图案的质心;未经修饰的微柱,在倒置显微镜下形成环形图案,需要用运算更为复杂的霍夫变换来计算环形图案质心。实验结果表明:该PDMS微柱修饰方法能使微柱端面与基底的对比度得到很大提高,因此在提取端面质心时,不需要用到霍夫变换,减小了图像处理中算法的复杂度,并且提高了微柱定位的精度。

English Abstract

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