近期，英國伯明翰大學(xué)研究活細(xì)胞代謝及其應(yīng)用系統(tǒng)的高級(jí)成像專家Joao Correia博士團(tuán)隊(duì)采用鑫圖Aries 16和EMCCD相機(jī)針對(duì)TIRF單分子熒光檢測(cè)應(yīng)用進(jìn)行了靈敏度對(duì)比測(cè)試實(shí)驗(yàn)。
圖1 為Correia博士測(cè)試Aries 16相機(jī)與EMCCD相機(jī)的TIRF系統(tǒng)圖。兩臺(tái)相機(jī)的像素大小均為16μm，分別接在TwinCam（來自Cairn Research Ltd）的兩個(gè)C口上進(jìn)行比較，信號(hào)采用50/50分光。
“我們發(fā)現(xiàn)Aries 16與我們現(xiàn)有的EMCCD之間的信噪比沒有差異，而且Aries 16能獲得更大的視野范圍，幫助我們?cè)趩蝹€(gè)視野中獲得更多數(shù)據(jù)。" Correia博士如此評(píng)價(jià)鑫圖Aries 16在測(cè)試中的表現(xiàn)。
圖 2 為全內(nèi)反射共振(TIRF)系統(tǒng)拍攝的活細(xì)胞熒光蛋白表達(dá)圖像，圖A為Aries 16，圖B為EMCCD。熒光激發(fā)波長為488nm，吸收波長為530nm。實(shí)驗(yàn)的物鏡為100X，兩臺(tái)相機(jī)的曝光時(shí)間均為30ms。上圖由伯明翰大學(xué)醫(yī)學(xué)院的Zsombor Koszegi博士拍攝。
鑫圖Aries 16與傳統(tǒng)的16μm EMCCD相機(jī)相比，由于采用的sCMOS結(jié)構(gòu)不受額外噪聲因子影響，所以高動(dòng)態(tài)優(yōu)勢(shì)明顯優(yōu)于EMCCD相機(jī)。另外我們從圖2也可以看出，Aries 16能夠生成高信噪比且視野顯著更大的圖像，從而為每張圖像提供更多的數(shù)據(jù)點(diǎn)。
圖 3 為Aries 16與EMCCD的線剖面比較示意圖。熒光激發(fā)波長為488nm，吸收波長為530nm。實(shí)驗(yàn)的物鏡為100X，兩臺(tái)相機(jī)的曝光時(shí)間均為30ms。黃線對(duì)應(yīng)的灰度值直方圖，左側(cè)為Aries 16, 右側(cè)為EMCCD。圖像由伯明翰大學(xué)醫(yī)學(xué)院的Zsombor Koszegi博士拍攝。
Correia博士比較了 Aries 16和EMCCD圖像的信號(hào)強(qiáng)度剖面數(shù)據(jù)。圖3顯示，Aries 16探測(cè)到了250DN左右的有效信號(hào)(峰值信號(hào)450減背景強(qiáng)度200DN)，和40DN左右的背景變化，信號(hào)反差比為250/40=6.2。相比之下，EMCCD探測(cè)到300DN左右的有效信號(hào)(峰值信號(hào)850DN減背景強(qiáng)度550DN)，和60DN左右的背景變化，信號(hào)反差比為300/60=5。這和信噪比數(shù)據(jù)分析結(jié)果類似，與理論分析相符。從整體成像表現(xiàn)來看，Aries 16的靈敏度在該成像條件下，優(yōu)于EMCCD。
Aries 16與傳統(tǒng)的6.5μm sCMOS相機(jī)比較，也有非常明顯的優(yōu)勢(shì)。雖然利用Binning也能增加像素大小，但這同時(shí)也會(huì)帶來更高的讀出噪聲。例如，在高動(dòng)態(tài)范圍模式下，合并像素后，6.5μm sCMOS相機(jī)原有的1.6 e-讀出噪聲會(huì)增加到3.2 e-；鑫圖Aries 16可以不用使用Binning像素合并功能，讀出噪聲僅有0.9 e-，這一優(yōu)勢(shì)在極弱光成像條件下，例如在單分子成像應(yīng)用中，是非常關(guān)鍵的突破。
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