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Mikroskopie: In sechs Schritten zum automatisierten Scannen von Slides

| Autor / Redakteur: Dr. Horst Wolff* und Dr. Laurent Gelman** / Dr. Ilka Ottleben

Zeiss Celldiscoverer 7 ist ein vollständig integriertes und automatisiertes High-End-System für Live Cell Imaging.
Zeiss Celldiscoverer 7 ist ein vollständig integriertes und automatisiertes High-End-System für Live Cell Imaging. (Bild: Carl Zeiss Microscopy)

Obwohl die Mikroskopie viele Neuerungen im Hinblick auf Kontrast, Beleuchtung, Auflösung, Signalerfassung und Datenverarbeitung erfahren hat, begrenzt der Faktor Mensch häufig die Anzahl und Qualität der Forschungsergebnisse. Automatisierungslösungen sind daher gefragt.

Mitte der 1990er-Jahre entwickelten sich Mikroskope zu so genannten Imaging-Systemen, bei denen hauptsächlich analoge Kameras durch digitale ersetzt, Komponenten schrittweise motorisiert und Fortschritte bei der Softwaresteuerung von Komponenten und Detektoren/Kameras gemacht wurden. Während der vergangenen ein bis zwei Jahrzehnte kamen erweiterte Verarbeitungs- und Speicherlösungen sowie die Integration von Robotern häufig zu motorisierten Mikroskopen hinzu, um Durchsatz und Effizienz von Imaging-Systemen weiter zu steigern. Diese Imaging-Systeme ersparen Wissenschaftlern Arbeits- und Zeitaufwand und verbessern die Qualität und Präzision sowie nicht zuletzt die Reproduzierbarkeit von Imaging-Experimenten.

Automatisiertes Imaging?

Aber gilt ein so genanntes vollautomatisches Imaging-System wirklich als solches, wenn es nach wie vor viele Interaktionspunkte mit dem Menschen gibt? Bei der Einrichtung und Durchführung von Experimenten ist häufig immer noch der Bediener erforderlich und es wird viel Zeit in die Erfassung, Verarbeitung, Analyse und den Export von Bildern und Daten investiert, welche die Forschungs- und Publikationsnormen erfüllen. Insbesondere diese typischen Workflow-Schritte erfordern jedoch einen hohen Automatisierungsgrad, damit der Bediener in geeigneter Weise unterstützt wird.

Ein Beispiel für die gelungene Umsetzung von vielen dieser Funktionen ist das System Zeiss Celldiscoverer 7, das mithilfe der ZEN Imaging Software vollständig gesteuert wird und über diverse Automatisierungsfunktionen verfügt, die es zu einem echten automatisierten System machen. Auch für den Zeiss Axio Observer hat das Unternehmen kürzlich verschiedene Automatisierungsfunktionen über die Imaging-Softwareumgebung Zeiss ZEN integriert. Aus den zahlreichen Workflows beispielhaft herausgegriffen, wird im folgenden ein automatisierter Workflow für das Scannen von Slides vorgestellt, der am Baseler Friedrich Miescher Institute for Biomedical Research entwickelt wurde. Dieser wurde auf dem ersten automatisierten Imaging-System entwickelt, dass Zeiss im Jahr 2012 in den Markt eingeführt hat, dem Slidescanner Axio Scan.Z1.

Slides automatisch scannen

Die Herausforderung des Scannens von Slides ist das Management – das Benennen und Sortieren der Hunderten von Dateien, die erzeugt werden sowie ihre Verarbeitung, Visualisierung, Übertragung, Speicherung und Analyse. Um Verwechslungen zwischen den Slides und Dateien, lange Vervielfältigungszeiten der Dateien und Verlust oder doppelte Erstellung von Daten zu vermeiden, wurde ein weitgehend automatisierter Arbeitsablauf entwickelt. Dieser reicht von der histologischen Färbung bis zur Bildverarbeitung und umfasst folgende Schritte:

Ergänzendes zum Thema
 
Interview mit dem Autor Dr. Horst Wolff zum Thema automatisierte Mikroskopie

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