圖1：兩張使用單物光片成像系統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，記錄了活視網膜神經節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教授領導的激光分析組研究人員。該團隊致力于開發應用于生物系統的成像技術，需要結合最先進的光學與相機技術。

Ward博士介紹了團隊的最新進展："我們結合光片顯微技術與共聚焦顯微技術，需要一種能實現高速成像、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，可在高分辨率下實現更快速的成像。"

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。由于采用單物鏡設計，該系統顯著減少了樣品制備與安裝的復雜度。為充分發揮該光片系統的性能，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

Lamb先生指出成像系統面臨的挑戰："我們希望盡可能快速成像，每秒幾幅體積數據會很理想...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系統包含眾多光學元件，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，但可用視野會縮小至三分之一，因此大視場相機至關重要。

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

解決方案

Kinetix22 sCMOS相機代表了現代相機技術的最新發展，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合，Kinetix22非常適合高通量光片應用，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。”

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。”

審核編輯 黃宇