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ImageJ新技能:划痕实验分析&细胞共定位

作者:互联网

在科研界的江湖中,流传着两大神器——Graphad和 ImageJ,堪称数据图像分析处理的“倚天剑”和“屠龙刀”。确实,它俩一经问世,就翻着花样包装处理着实验结果(原数据及图片),使其从屌丝瞬间逆袭为高富帅,这才能荣登高大上的期刊杂志。现如今,已鲜有软件能夺其锋芒了。


尤其就ImageJ(官网:https://imagej.nih.gov/ij/ , 不受电脑系统限制)这个图像分析大杀器,WB灰度定量、细胞计数等完全不在话下,傻瓜式操作可简单粗暴对图像进行抽丝剥茧般的分析,让实验结果所暗藏的规律清晰明了地呈现你的面前。


然而,这还仅仅只是ImageJ小试牛刀,不少潜能还隐藏在深海之下。最近,ImageJ再次按捺不住一腔热血,剑芒所指,誓要把细胞划痕实验以及细胞共定位收入囊下。各位科研志士们,还不速速习来,为自己苦心撰写论文再添一抹亮色。


细胞划痕实验分析


再说这细胞划痕实验(Wound Healing),它在细胞迁移/肿瘤侵袭方面确是一把好手。


在人为的给铺板的单层细胞划开一个空白无细胞地带后,划痕边缘的细胞便会努力迁移并逐渐覆盖空白区域来使划痕愈合,在一定程度上模拟了体内细胞迁移过程。


因而只需统计划痕面积(Scratch Area)随着时间的变化率以及伤口愈合百分比(Wound healing percentage),即可对细胞的侵袭性了如指掌。


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A549划痕实验

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ImageJ分析细胞划痕面积


那么如何在ImageJ中实现上图划痕面积和伤口愈合百分比的分析呢?且小编娓娓道来。


细胞共定位


Step1


打开ImageJ软件,其界面如下:


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File,Open,选择待分析图片(A549),界面如下:


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Step2


增强对比:Process,Enhance Contrast,出现如界面:


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勾上Normalize,Saturated pixels:0.3%,点击OK,效果如下:


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Process,Smooth(平滑),效果如下:


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Process,Find Edges(寻找边缘),效果如下:


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Step3


Image,Adjust,Threshold,阈值选定,选中为红色,调节阈值为0—20。点击Apply。


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效果如下:


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Step4


选择魔棒工具,魔棒工具位于下图右下角:


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点击黑色的划痕部分,效果如下:


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点击Analyze,Measure,结果如下,划痕面积Area为43328平方像素。根据最开始的划痕面积,跟某一时间愈合的那一部分面积(最开始面积-某时间点的面积)与最初面积的比值即可得到伤口愈合的百分比。


由此我们得到了划痕面积(Scratch Area)随着时间的变化、伤口愈合百分比(Wound healing percentage),进行后续统计分析即可。


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Step5


将划痕面积轮廓添加到原图片(见下图),如何实现?


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Analyze,Tools,ROI Manager,出现以下界面:


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将魔棒选中的ROI添加添加进ROI Manager,点击Add,选择右下方的Show All和Labels。


重新打开A549图片原图,点击Image,Overlay,From ROI Manager,得到如下界面:


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PS:关于面积单位,如果不进行标尺校正,得到的长度单位为pixel像素,面积单位为平方像素pixel2。


Step2


上图的左上角可以看见图片的大小为347x236 pixels,即A549图片未进行标尺校正。如何进行标尺校正:


打开一张带有标尺的图片,如下图(标尺见右下角):


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选择直线工具:图片


沿着标尺画一条直线,如下图:


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点击Analyze,Set Scale


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点击Click to Remove Scale,在Known distance下填入已知的长度50μm,Unit of length填入对应单位,选择Global为对之后打开的图片都有效,否则只对当前图片有效。


点击OK


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此时图片左上角的图片大小长和宽变为了微米,如下图:


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若此时再进行面积或长度的计算,单位就是已经校准的单位了。


细胞共定位


Step1


File , Open打开想要分析的两张荧光图片。如下图


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Step2


将两幅图片变成图像栈,image, stacks , images to stack,弹出以下界面:


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点击OK,即可通过滚动条在同一个图像栈查看两幅图片。


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Step3


选择直线工具:图片,在图像栈中的一幅图片中的目标区域画一条直线,我们发现两幅图都会出现相同的直线。


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Step4


Analyze菜单下,点击Plot Profile,可弹出一个关于以线起点到终点为距离的X轴以及相应的灰度值的窗口。图像栈中每一幅图片都有对应结果,当滚动滚动条转换不同图片的时候,点击“live”,结果就会弹出来。


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图像栈中每幅图对应的距离与灰度值二维的结果图


点击“list”按钮,可以弹出具体X、Y数值的结果窗口,也可以点击“Save”按钮,保存以excel文件的数据。


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分别点击“list”,得到相应的X, Y轴数据


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点击Save保存excel数据


可以利用excel作图,使图形更加美观(这里没有具体调节图形,只调节个别细节,excel作图不再赘述,见下图)。图中,我们可以看出代表red,blue两种染料有共定位的现象。


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excel对结果的作图


标签:ImageJ,划痕,细胞,如下,点击,新技能,图片
来源: https://blog.51cto.com/u_15127638/2777449