老司机带你解锁ImageJ划痕实验宽度分析

伤口愈合实验(Woundhealingassay)是一种操作简单、经济实惠的研究细胞迁移/肿瘤侵袭的体外试验方法 , 在SCI论文中得到了广泛的使用【1】 。

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如何分析划痕实验结果却令很多人头疼!划痕实验常见的统计指标是统计伤口愈合百分比(Woundhealingpercentage)和划痕宽度 。 伤口愈合百分比本质上是一种面积分析 , 半夏在往期已经给大家分享过30秒搞定划痕面积分析 , 有兴趣的童鞋可以自行查看!

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划痕面积的基本分析步骤为:对划痕图片进行Process->Smooth平滑后进行Process->FindEdges寻找边缘 , 再使用Image->Adjust->Threshold , 阈值选定后进行划痕面积分析:

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划痕面积的分析相信大家已经很熟悉了 , 然而使用ImageJ分析实验划痕宽度却困难重重!在网络上我注意到有很多人都对划痕宽度计算心存疑惑:

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关于宽度计算目前常用的方法是使用Plugins->Analyze->Grid添加等距的水平线(Horizontallines)或是垂线 , 再沿着水平线或是垂直线手动画出划痕宽度 , 再使用Analyze->Measure进行计算:

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这种方法存在缺点:
手动画线起点和终点欠精确;添加的等距水平线数量有限 , 得到的平均宽度不准确;工作量大 , 浪费时间 。
01、基础知识准备
(1)灰度值灰度值纯黑为0、纯白为255:

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(2)PlotProfile
PlotProfile(快捷键Ctrl+K)见于Analyze->PlotProfile , 适用于线和矩形选框 , 表示线段和矩形选框所经过的范围内的灰度变化(荧光强度) , 如下图:

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PlotProfile常用于定性表示荧光共定位【2】与矩形范围内荧光强度变化【3】:

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02、划痕宽度分析
(1)划痕面积分析
1.ImageJ打开待分析划痕图片 , 先通过Image->Type->8-bit将图片格式转化为8-bit灰度图片 , 再通过Process->Smooth将图片进行平滑处理 , 最后点击Process->FindEdges寻找边缘:

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2.Process->Filters->GaussianBlur…Sigma设为6 , 对图片进行模糊处理:

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3.Image->Adjust->Threshold , 按照自己需要调整适合的阈值 , 调整合适后点击Apply:

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此时得到的图片黑色灰度值为0 , 白色灰度值为255 。
4.使用魔棒工具选择划痕 , Edit->Clear清除划痕内部的细胞 , 然后使用Edit->Clearoutside去除非划痕部分的白色空隙 。 Edit->Invert将划痕转变为灰色 , 再次对整张图片进行反转 , 得到划痕为白色、非划痕部分为黑色:

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5.验证所得划痕面积的准确性
利用魔术棒点击白色区域 , 点击Analyze->Tools->ROIManager…->Add , 打开原图片 , 点击ROIManager中刚刚Add的区域 , 此区域将会显示在原图片中 , 通过符合程度返回第3步调整阈值 , 调整目的区域:

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(2)划痕宽度计算1.将得到上步骤得到黑白划痕图片使用Image->Transform->Rotate90DegreesRight/Left进行旋转:

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2.Edit->Selection->SelectAll全选整个图片 。 点击Analyze->PlotProfile , 再点击结果左下角的List , 点击新弹出窗口中Edit->Copy , 复制所有数据 , 粘贴至新建Excel中:

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3.划痕宽度分析思路
PlotProfile得到的Grayvalue变化是整张图片从左往右对应的每个高度的灰度值的平均值 。 黑色灰度值为0 , 白色灰度值(代表划痕)为255 , 仅有白色范围可以影响平均灰度值 。