01實(shí)驗(yàn)背景

小鼠腦部神經(jīng)元膜片鉗實(shí)驗(yàn)是神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)，廣泛應(yīng)用于神經(jīng)系統(tǒng)疾病機(jī)制研究、藥物篩選及神經(jīng)環(huán)路解析等核心方向。

該實(shí)驗(yàn)的兩大核心難點(diǎn)：一是高倍放大場(chǎng)景下精準(zhǔn)識(shí)別目標(biāo)神經(jīng)元，為電極穿刺提供清晰定位；二是實(shí)現(xiàn)電生理信號(hào)與成像信號(hào)的同步采集，確保實(shí)驗(yàn)效率與數(shù)據(jù)完整性。

傳統(tǒng)成像設(shè)備在40倍、60倍高倍放大場(chǎng)景下存在核心短板：成像模糊致細(xì)胞邊緣難識(shí)別，背景噪聲高、暗電流干擾強(qiáng)則降低信號(hào)辨識(shí)度。這些問(wèn)題直接造成活性神經(jīng)元篩選低效、電極穿刺定位不準(zhǔn)，進(jìn)而嚴(yán)重影響實(shí)驗(yàn)進(jìn)度與數(shù)據(jù)質(zhì)量，且難以兼顧細(xì)胞活性與成像的清晰度、穩(wěn)定性。

02實(shí)驗(yàn)結(jié)果

深視智能sCMOS相機(jī)搭載Stack BSI圖像傳感器，兼顧高靈敏度與高速成像性能，同時(shí)通過(guò)片上相關(guān)多采樣技術(shù)有效降低讀出噪聲，可在40倍、60倍高倍放大下實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定高清成像；更通過(guò)深度制冷方案有效抑制噪聲、提升信噪比，精準(zhǔn)區(qū)分神經(jīng)元與背景雜質(zhì)，大幅提升目標(biāo)細(xì)胞篩選效率，后續(xù)電極穿刺操作筑牢精準(zhǔn)定位的基礎(chǔ)。

借助深視智能高靈敏度sCMOS相機(jī)獲得小鼠腦部神經(jīng)元的清晰形態(tài)圖譜，完成活性神經(jīng)元篩選與定位，并通過(guò)電極穿刺與膜片鉗記錄，獲得神經(jīng)元細(xì)胞內(nèi)離子通道電流、動(dòng)作電位的完整波動(dòng)曲線，判斷神經(jīng)元電生理功能狀態(tài)。

圖 |小鼠腦部神經(jīng)元的清晰形態(tài)圖譜

圖 |小鼠腦部神經(jīng)元的清晰形態(tài)圖譜

03產(chǎn)品技術(shù)核心優(yōu)勢(shì)

01

低噪聲高均勻性成像

在0.9e-讀出噪聲的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提升圖像暗場(chǎng)與明場(chǎng)的均勻性，即便在60倍高倍放大場(chǎng)景下，也能清晰呈現(xiàn)神經(jīng)元精細(xì)結(jié)構(gòu)，同時(shí)相機(jī)具備穩(wěn)定的深度制冷技術(shù)，有效抑制暗噪聲，精準(zhǔn)區(qū)分活性神經(jīng)元與背景雜質(zhì)。

02

實(shí)時(shí)低延遲引導(dǎo)

具備最高100幀實(shí)時(shí)預(yù)覽、低延遲的動(dòng)態(tài)成像能力，精準(zhǔn)捕捉電極與神經(jīng)元的微小相對(duì)位移，為電極穿刺操作提供精準(zhǔn)引導(dǎo)，降低操作誤差，提升實(shí)驗(yàn)成功率。

03

高動(dòng)態(tài)范圍

動(dòng)態(tài)范圍高達(dá)32000：1，搭配16bit無(wú)損輸出，可同時(shí)清晰捕捉神經(jīng)元樹(shù)突、突觸等弱信號(hào)精細(xì)結(jié)構(gòu)與電極高亮尖端，完整留存實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵視覺(jué)信息，有效保障實(shí)驗(yàn)效率與數(shù)據(jù)可信度。

04

集成便捷高效

無(wú)需對(duì)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行大規(guī)模改造，軟件界面友好、操作簡(jiǎn)單、參數(shù)調(diào)試便捷；支持多平臺(tái)SDK集成，能快速融入實(shí)驗(yàn)流程，同時(shí)設(shè)備穩(wěn)定性強(qiáng)，有效降低科研人員的學(xué)習(xí)成本與操作難度。

04應(yīng)用前景與意義

深視智能sCMOS相機(jī)憑借低噪聲、高分辨率及實(shí)時(shí)同步等核心優(yōu)勢(shì)，有效解決膜片鉗實(shí)驗(yàn)在高倍放大成像方面的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，適配“40高倍放大觀察小鼠腦部神經(jīng)細(xì)胞+電極穿刺記錄”的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景，為支持神經(jīng)電生理研究的可靠工具。

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