圖1：? 使用Kinetix sCMOS相機(jī)拍攝的??？?Nematostella)運(yùn)動(dòng)動(dòng)畫(頂部)與圖像拼接圖(底部)?。圖像以兩秒間隔采集，比例尺已標(biāo)注。從圖像序列中可觀察到?收縮波的運(yùn)動(dòng)過程?。本圖引自參考文獻(xiàn)Singh et al. 2022。

背景介紹

羅里·鮑爾博士(Dr. Rory Power)是位于海德堡的歐洲分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室(EMBL)總部先進(jìn)成像中心的一名科學(xué)家兼工程師。他參與了多項(xiàng)研究項(xiàng)目，并負(fù)責(zé)指導(dǎo)參與定制光片顯微成像系統(tǒng)開發(fā)的博士生。

鮑爾博士對(duì)其光片成像系統(tǒng)作了如下描述：“這是一臺(tái)斜平面顯微鏡(OPM)，它采用單一物鏡設(shè)計(jì)，使我們能夠在更傳統(tǒng)的倒置式落射熒光顯微鏡配置下開展光片顯微成像，同時(shí)減少對(duì)樣本幾何形狀的限制，并可使用水浸物鏡?！?/p>

“該系統(tǒng)用于對(duì)‘小觸手怪’海葵(Nematostella)進(jìn)行成像研究。這類生物在形態(tài)學(xué)和行為學(xué)上具有重要研究?jī)r(jià)值，其肌肉液壓系統(tǒng)與神經(jīng)動(dòng)力學(xué)如何影響發(fā)育和運(yùn)動(dòng)模式是核心科學(xué)問題。我們利用光片顯微技術(shù)，觀察這些動(dòng)物體內(nèi)收縮波的運(yùn)動(dòng)過程?！?/p>

挑戰(zhàn)?

鮑爾博士向我們講述了他在成像工作中面臨的挑戰(zhàn)：“??？?Nematostella)無法被固定?，這些是完全成熟的動(dòng)物，需要自由活動(dòng)并表現(xiàn)出自然行為。樣本在液滴中自由移動(dòng)，我們只能在它們進(jìn)入相機(jī)視野時(shí)進(jìn)行成像。此外，我們需要高速成像以捕捉動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)保持大視野(FOV)。”

除了上述問題，??？麑?duì)光敏感?，這意味著需要采用低光照明模式，導(dǎo)致信號(hào)水平降低，因此需要高靈敏度相機(jī)。由于?？某叽巛^小(長(zhǎng)約1.5毫米，寬約200微米)，?只有當(dāng)其身體軸處于特定方向時(shí)才能用光片成像?，這進(jìn)一步要求使用大視野以增加有效成像機(jī)會(huì)。

最后，?為了進(jìn)一步擴(kuò)大視野，需使用低倍率物鏡?，但這類物鏡的數(shù)值孔徑(NA)較低，在OPM(斜平面顯微鏡)成像模式下會(huì)帶來挑戰(zhàn)。

?Kinetix相機(jī)的高速性能和大尺寸芯片使其成為我們成像應(yīng)用的理想選擇。?——羅里·鮑爾博士

?解決方案?

?Kinetix相機(jī)?是這一成像應(yīng)用的理想解決方案，其兼具?29毫米超大視野(FOV)?與?全傳感器范圍500幀/秒(fps)的超高速度?。該相機(jī)廣泛應(yīng)用于光片顯微成像領(lǐng)域，使研究人員無需再在性能上妥協(xié)。

鮑爾博士分享了他使用Kinetix相機(jī)的體驗(yàn)：“?Kinetix的高速性能與大尺寸芯片使其成為我們應(yīng)用的理想選擇?。目前，在近期實(shí)驗(yàn)中，我們甚至尚未完全發(fā)揮其最高速度，可輕松實(shí)現(xiàn)5倍提速?！?/p>

“軟件設(shè)置完美適配觸發(fā)式圖像采集，運(yùn)行流暢無任何問題。將相機(jī)接入系統(tǒng)硬件的過程也十分簡(jiǎn)便?！?/p>

?Kinetix sCMOS相機(jī)?憑借更優(yōu)性能，取代了此前用于校準(zhǔn)/測(cè)試的傳統(tǒng)sCMOS相機(jī)，實(shí)現(xiàn)了?大視野范圍內(nèi)的高分辨率成像，同時(shí)保持高速采集能力?。

審核編輯 黃宇