应用背景
在生命科学研究领域,对生物样本高分辨率、高通量 3D 成像是解析生物机制、探索生命奥秘的关键需求。从细胞分裂过程的动态追踪到类器官样本的精细观察,研究人员始终在寻找能兼顾“高分辨率”、“高通量”与“样本友好”的成像技术,而传统显微技术在这一需求下逐渐显露出局限性,为新技术的突破提供了迫切的应用场景。
共聚焦显微技术因高分辨率成为科研利器,凭借点扫描成像的优势,能清晰呈现细胞内部细微结构。但当面对 3D 高通量成像需求时,其扫描方式导致成像速度受限,难以捕捉细胞内快速发生的动态过程,无法满足研究人员对“高通量成像”的核心诉求。
为弥补共聚焦技术的不足,研究人员提出了SIM 超分辨成像技术。其通过多角度照明与图像重建算法,在实现高分辨率、高通量成像的同时,突破了衍射极限的束缚。然而,在三维成像时,SIM 技术往往会同时照亮整个样本,带来一定程度的样本漂白,难以应用于光照敏感的样本。
应用挑战
正是为了解决“高分辨率、实时动态、温和成像”三者难以兼顾的核心挑战,华中科技大学费鹏教授研究团队将光片显微成像技术引入类器官研究领域。助力类器官技术在疾病模拟、肿瘤药敏、临床免疫、药物毒理、再生医学等多学科领域中的研究与应用。该技术通过薄层光片照亮样本特定平面,减少了光照对样本的损伤,有效避免样本漂白,同时保证了成像的高分辨率。
但这一技术对成像设备也提出了更高要求:一方面需要高灵敏相机来捕捉光片照明下的微弱信号,确保图像细节清晰;另一方面需要更快的帧率,以更短的时间实现大样本的 3D 成像。
解决方案
鑫图背照式 Aries 6510 相机,恰好成为了这一需求的理想解决方案。其一,它拥有 3200×3200 的高图像分辨率,搭配 6.5μm 的像元尺寸与 29.4mm 对角线的大靶面,能够一次性覆盖更大的成像视野;其二,其全幅帧率高达 150fps,为 3D 高通量成像提供了速度保障;其三,该相机的量子效率高达 95%,能高效转化光信号为电信号,即使在生物样本等弱光应用下,也能精准捕捉微弱信号,避免因信号不足导致的细节丢失。此外,其低噪声模式读出噪声低至 0.7e-,可用于对相机灵敏度要求更高的应用。
Aries 6510 相机搭配光片显微成像系统实现了对类器官的高通量成像:
高通量3D类器官成像(睾丸类器官 )
无论是持续数小时的细胞生长观察,还是对大尺寸类器官样本的 3D 成像,Aries 6510 都能在避免样本损伤的前提下,为研究人员提供高分辨率、高通量的成像数据,为生命科学领域的细胞动态机制研究、疾病病理分析、药物筛选等应用,提供了强有力的技术支撑。
鑫图新品 Aries 6506 / 6510大靶面高速高灵敏度相机
Aries 6506/6510 大靶面高速高灵敏度相机不仅实现了对芯片本身极致性能的充分开发和利用,还特别针对客户应用需求设计了丰富的数据读出模式,更大的成像靶面和更快速高效的数据接口,不仅可满足各类科学成像实验的极致应用需求,也可助力仪器系统更高效能的提升。
丰富的数据读出模式
Aries 6506/6510 读出模式在高动态、高速、高灵敏的基础上新增了“极限灵敏度”读出模式。该模式实现了 95%QE 和低至 0.7e- 的读出噪声,大大拓展了 sCMOS 相机的弱光探测下限。
另外,测量快速变化的信号不仅仅需要相机具有高速度,也需要有足够的像素满阱容量来分辨信号的变化。在 Aries 6506/6510 高速模式下,用户可根据弱光和强光应用需要,灵活选择 1,240e- 或 20,000e- 的满阱容量模式,测量精度相比 8bit 对应 200e- 满阱容量性能的相机有质的提升。
29.4mm/22mm靶面尺寸可选
Aries 6510 拥有 29.4mm 大靶面尺寸;而 Aries 6506 则搭配显微镜标准 22mm 的 C 接口成像视野。
简单高速的GigE接口
Aries 6506/6510 使用标准 GigE 接口,无需昂贵的采集卡和笨重的电缆,也不要求复杂的系统启动顺序,高速图像采集也能有即插即用的轻松体验。
鑫图光电
鑫图光电(Tucsen)专注于光子探测科学相机的研发与制造。从引领显微数字化革命起步,我们持续突破成像极限,将高性能科学相机广泛应用于生命科学研究、物理光谱分析、大面阵天文成像、半导体材料检测等前沿领域。基于对客户需求的精准洞察,我们提供快速开发定制服务与高可靠性产品,同时积极携手合作伙伴,赋能产业升级。怀揣科学理想,肩负探索使命,鑫图人始终以“开拓、进取、求实、分享”为指引,用专业与热忱不断书写认知边界的新篇章。
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责任编辑:kj015