Autor Thema: Eine Zwiebelzelle in 3D  (Gelesen 330 mal)

Marcus_S

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Eine Zwiebelzelle in 3D
« am: Juni 26, 2020, 20:53:26 Nachmittag »
Moin!

Ich bin ja noch immer in der Staun- und Ausprobierphase. Und diesmal mußte ein Rest Zwiebel dran glauben. Und weil ich so begeistert davon bin, was man heutzutage mit recht einfachen Mitteln machen kann, da zeige ich das einfach mal. Sowas hatten wir hier auch noch nicht allzu oft, denke ich.


Die Zutaten:
- ein kleines, brauchbares Mikroskop mit Fluoreszenz-Auflichteinrichtung (hier: 100 W Halogen mit Breitbandgrünanregung) und gut laufendem Fokustrieb
- ein lockeres Handgelenk am Fokustrieb
- ein Stückchen Zwiebelhäutchen. Oder so. Beträufelt mit etwas Fluoreszenzfarbstoff und gut  ausgewaschen.
- eine recht flotte Mikroskopkamera am Trinotubus, hier wieder einmal die SW-Kamera ASI178MM
- ein mittelalter Rechner, aber immerhin mit USB3. Sollte auch sein.
- ein wenig Software: FireCapture zum Einsaugen der Bilder, IrfanView für das Zurechtschneiden, Verkleinern, Kontrastverbessern und Einfärben der Einzelbilder im Stapelmodus und Picolay für das fertige Bild.


So wurde es gemacht:
Das mit R6G gefärbte Präparat nach einer geeigneten Stelle duchsucht, 40er PlanPh und Grünanregungsfilterblock eingeschwenkt, ein paarmal den lockeren Schwung aus dem Handgelenk geübt, wie weit man den Feinfokustrieb denn drehen muß, um einmal die gewünschte Tiefe durchzufokussieren, alles Licht an die Kamera gegeben, obere Fokusebene eingestellt, der Software 50 aufzunehmende Bilder angemeldet (es hätten auch mehr sein könnnen, man kann ja nachher ausmisten), Verstärkung an der Kamera hochgeregelt (hier 68%), Belichtungszeit sehr kurz eingestellt, damit die ganzen Zellbestandteile im lebenden (oder dahinsiechenden) Präparat scharf abgebildet werden (hier 10 ms), Bildaufnahme mit der einen Hand gestartet und mit der anderen Hand den vorher geübten eleganten Schwung ausgeführt. Nach 1,584 Sekunden war die Sache durch, 50 Bilder im Kasten, das USB-Kabel konnte wieder abkühlen... Naja, vier Versuche hat es doch gebraucht, bis das mit dem Schwung aus dem Handgelenk gut geklappt hat.

Dann die Bilder mit IrfanView im Stapelverarbeitungsbetrieb zurechtgeschnitten und verkleinert (dann hätte ich auch bei der Aufnahme schon zweifach binnen können und dann würde es auch weniger rauschen...), ein wenig im Kontast verbessert und künstlich eingefärbt, um es so etwa dem Farbeindruck im Okular anzupassen, im Okular war es doch etwas dunkler.

Schließlich in Picolay in Standardeinstellungen gestackt und dabei den 3D-Knopf entdeckt, ausprobiert und begeistert das Ergebnis bestaunt.


Was sieht man denn?
Das Wackelbild zeigt für meinen Geschmack sehr schön die Verteilung der Organellen (hoffentlich ist der Begriff richtig) in der Zelle. Ganz tief unten: riesig und matt glimmend die Zellkerne, hell und punktförmig und vorwiegend in der Nähe der Zellwand die Mitochondrien (?) und dann noch ziemlich groß und rund und matt fluoreszierend einige andere Gebilde. In der oberen Zelle färbten sich dann auch langsam die Plasmastränge (?) an, die Zelle hatte es wohl schon beinahe hinter sich, denn die Bewegung kam dort dann ziemlich bald zum Stillstand. Als Wackelbild eine schöne Zusammenfassung des beim Durchfokussieren Gesehenen.


Jedenfalls ein hübsches neues Spielzeug, das Appetit auf weitere Experimente macht.


Viele Grüße von

Marcus



Heribert Cypionka

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Re: Eine Zwiebelzelle in 3D
« Antwort #1 am: Juni 26, 2020, 21:29:59 Nachmittag »
Hallo Marcus,

ein herzliches Willkommen in der Mikro-3D-Welt! Für den ersten Versuch ein sehr schönes Ergebnis nach einem komplexen Workflow - gratuliere!

Wenn ich noch zwei Tipps geben darf:
- Die Schritte der Batch-Verarbeitung mit Irfanview (das ich sehr gern mag und oft benutze) kann man alle auch mit PICOLAY machen.

- Das Wackelbild ist nun die einfachste 3D-Darstellung. Wenn man statt dessen 'Stepwise rotation' wählt, kann man mehr und feinere Schritte (1° oder 0.5°) bekommen, die eine weichere Bewegung darstellen...

Weiterhin viel Erfolg!

Heribert Cypionka

Klaus Herrmann

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Re: Eine Zwiebelzelle in 3D
« Antwort #2 am: Juni 26, 2020, 22:39:09 Nachmittag »
Hallo Marcus,

also unter einer ordentliche Auflichtfluoreszenz stelle ich mir einen - idealerweise - schwarzen Hintergrund und leuchtende durch Fluoreszenz angeregte Bereiche vor. Den Kern sehe ich nicht und was bringt das Wackelbild mehr an Info, als ein stehendes Bild?

Vielleicht solltest du es mal mit Acridinornge oder Pyronin versuchen.
Mit herzlichen Mikrogrüßen

 Klaus


ich ziehe das freundschaftliche "Du" vor! ∞ λ ¼


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Marcus_S

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Re: Eine Zwiebelzelle in 3D
« Antwort #3 am: Juni 28, 2020, 15:05:35 Nachmittag »
Moin Heribert,

danke für die Aufmunterung und die Tips zu Picolay. Ich muß mich damit nur noch sehr, sehr viel eingehender beschäftigen.

Heute vormittag habe ich die neue Version 240620 drüberinstalliert und ein wenig rumprobiert und den ganzen Datensatz komplett in Picolay neu bearbeitet. Das ging sehr bequem und wenn man weiß, wie es geht, geht das auch ruck-zuck. Es kommt mir so vor, als wäre die neue Version auch deutlich schneller. Nur rechnet mir das Programm bei diesem Datensatz mit den direkt in Picolay brutal eingefärbten Bildchen (160 % rot, 80% grün, 0% blau) in den Stacking-Standardeinstellungen am Rand bunte Punkte hinein. Die sind mir bei meinen gestrigen Versuchen mit ähnlichen Parameter mit der älteren Version nicht aufgefallen und die treten in meinem anderen, nicht eingefärbten Ausprobier-SW-Stack auch nicht auf.

Ich habe da aber noch ein Problemchen: lade ich einen Haufen Bilder als FireCapture-jpg oder als mit Irfanview in bmp oder png oder tif konvertierte Bildchen ein und lasse Picolay dann den Stapel croppen, so bekomme ich recht zuverlässig die Fehlermeldung "Zwischenablage Zugriff verweigert kann nicht geöffnet werden". Lade ich aber den Haufen FireCapture-jpg in Picolay und bearbeite den Stapel erst mit "enhance" (Zwiebel: schärfen, brutal einfärben, dark corr., verkleinern, an einem anderen Datensatz auch nur ein pro-forma-Enhance von gamma 1,05) und croppe den Stapel danach, dann schnurrt das alles problemlos ab (jedenfalls in drei Versuchen mit zwei verschiedenen Datensätzen).

Auf den Zwischenschritt mit Irfanview kann ich leider dennoch nicht immer verzichten, weil ich das zur Stapel-Umwandlung des standardmäßig verwendeten, in der Hobbyastronomie üblichen, unkomprimierten FITS-Formates in ein handelsüblicheres Bildformat brauche.

Aber ein "stepwise rotation"-Bildchen habe ich mittlerweile auch fertigbekommen, das ist tatsächlich sehr viel hübscher als das Wackelbild, aber viel zu groß für das Forum.

Vielen Dank für das großartige Programm!




Moin Klaus,

dankeschön für Deine Anmerkungen. Natürlich ist ein schwarzer Hintergrund hübsch und erstrebenswert, aber was soll ich tun, wenn das Objekt größer als das Gesichtsfeld ist? Und außerdem der Farbstoff dummerweise doch ein wenig von den Zellwänden (auch der obenliegenden Zellwand) angenommen wird und da dann auch munter diffus fluoresziert? Hast Du da einen guten Tip für mich?

Ich habe aber den Bilddatensatz nochmal komplett neu gestackt und eingefärbt und dabei auch an diversen anderen Parametern gespielt. So habe ich versucht, den Schleier, der Dich wohl stört, einfach abzuziehen (Picolay: enhance > dark contr.). Nun ist zwar das Dunkle dunkler, das Bild aber eben noch errechneter und noch weiter weg vom Eindruck im Okular, dafür aber mit ein paar neuen kleinen Artefakten.

Ich erkenne mit meinen ungeübten Augen auf dem Wackelbild jedenfalls recht problemlos die räumliche Anordnung der Organellen in der Zelle, so wie ich es auch beim Durchfokussieren sehe: die Mitochondrien (?) eher an der Zellwand, die Kerne tief unten, die Zelle in der Mitte optisch fast leer. Im Standard-Stack will mir das einfach nicht gelingen. Den Stack des neu berechneten Bildes habe ich zum Vergleich mal angehängt und darin auch die Kerne mit grauen Pfeilen markiert.




Viele Grüße von

Marcus