圖1：兩張使用單物光片成像系統(tǒng)拍攝的最大強度投影圖像，包括Kinetix22 sCMOS、OptoSplit III和OPM Snouty鏡頭。藍色部分是一張200微米×200微米視場角的Cos 7細胞微管圖像，采用OPM上的快速跳流掃描法。橙色中是一段1000微米×220微米的微管影像，記錄了活視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細胞軸突中從非洲爪蟾眼部移植中生長出來的微管影像，采用OPM階段掃描。

背景

Edward Ward博士和Jacob Lamb先生均為Clemens Kaminski教授領(lǐng)導(dǎo)的激光分析組研究人員。該團隊致力于開發(fā)應(yīng)用于生物系統(tǒng)的成像技術(shù)，需要結(jié)合最先進的光學(xué)與相機技術(shù)。

Ward博士介紹了團隊的最新進展："我們結(jié)合光片顯微技術(shù)與共聚焦顯微技術(shù)，需要一種能實現(xiàn)高速成像、簡化樣品制備與安裝流程，同時保持高分辨率的解決方案。采用單物鏡斜平面顯微(OPM)'Snouty'技術(shù)，可在高分辨率下實現(xiàn)更快速的成像。"

通過使用定制化AMS-AGY "Snouty"鏡頭，Kaminski實驗室旨在獲得比傳統(tǒng)光片方法更高的時空分辨率，從而在高速下獲取高對比度的三維圖像。由于采用單物鏡設(shè)計，該系統(tǒng)顯著減少了樣品制備與安裝的復(fù)雜度。為充分發(fā)揮該光片系統(tǒng)的性能，避免成像瓶頸，需搭配合適的相機以最大化通量與效率。

挑戰(zhàn)

Lamb先生指出成像系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)："我們希望盡可能快速成像，每秒幾幅體積數(shù)據(jù)會很理想...但實際成像速度完全受限于相機：既取決于能多短的曝光時間仍能獲得清晰圖像，也受相機讀出速度的限制。"

"對于相機，我們還需要高光靈敏度，OPM-Snouty系統(tǒng)包含眾多光學(xué)元件，光信號在傳輸過程中會損失。"

Ward博士補充道，除了需要高靈敏度和高速讀出的相機，團隊還希望實現(xiàn)三通道同步成像。這可通過搭配三分光器(如Cairn Research的OptoSplit III)實現(xiàn)，但可用視野會縮小至三分之一，因此大視場相機至關(guān)重要。

"我真的很喜歡Kinetix22，它是我在系統(tǒng)上用過最好的相機!" —— Jacob Lamb先生

解決方案

Kinetix22 sCMOS相機代表了現(xiàn)代相機技術(shù)的最新發(fā)展，具備高速、高靈敏度、6.5μm像素的高空間分辨率以及22mm的大視場。由于實現(xiàn)高速成像需要縮短曝光時間，因此必須依賴高靈敏度相機。憑借大視場與高讀出速率的結(jié)合，Kinetix22非常適合高通量光片應(yīng)用，能夠以高分辨率測量大體積樣本。

Ward博士分享了使用Kinetix22的體驗：“我們對比了其他相機，Kinetix22的靈敏度遠超同類……其像素尺寸與Snouty的奈奎斯特采樣完美匹配，這正是我們需要的?！?/p>

Lamb先生也提到：“我們通過OptoSplit III充分利用了Kinetix22的整個視場，傳感器尺寸恰到好處，可以在分光后獲得系統(tǒng)允許的最大視場……軟件支持也非常出色，相機在MicroManager中運行，并通過LabView進行硬件觸發(fā)。”

審核編輯 黃宇