通过暗场显微镜对精子进行无损且实时的虚拟染色

《Journal of Biophotonics》：Non-Destructive and Real-Time Virtual Staining of Spermatozoa via Dark-Field Microscopy

虚拟染色模型利用生成对抗网络（GAN）和暗场显微镜技术，实时将无标记精子涂片转换为高对比度染色图像，处理时间约0.047秒，与真实Papanicolaou染色结构相似度达0.905，为ICSI精子筛选提供非破坏性解决方案。

　　

摘要

精子形态是判断其受精能力的重要指标；然而，进行评估所需的固定和染色过程会对精子造成不可逆的损伤。本文提出了一种基于暗场显微镜技术的改进型生成对抗网络（GAN）虚拟染色模型，能够将无标记的精液涂片实时转换为高对比度的、类似于Papanicolaou染色法的图像。实验结果表明，该模型在0.047秒内即可完成2048×2048像素图像的虚拟染色。进一步分析显示，虚拟染色结果与真实Papanicolaou染色结果之间的平均平方误差分别为0.0044±0.0031，结构相似度为0.905±0.015。该模型无需传统的耗时且成本较高的组织学染色步骤，实现了对活动精子的实时、非破坏性虚拟染色，无需实验室质量控制，为选择用于胞浆内单精子注射（ICSI）的精子提供了新的方法。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。