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鑫图Aries16 vs. EMCCD TIRF单分子检测

发布时间:2024/4/26 10:01:33

近期,英国伯明翰大学研究活细胞代谢及其应用系统的高级成像专家Joao Correia博士团队采用鑫图Aries 16和EMCCD相机针对TIRF单分子荧光检测应用进行了灵敏度对比测试实验。


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图1 为Correia博士测试Aries 16相机与EMCCD相机的TIRF系统图。两台相机的像素大小均为16μm,分别接在TwinCam(来自Cairn Research Ltd)的两个C口上进行比较,信号采用50/50分光。


“我们发现Aries 16与我们现有的EMCCD之间的信噪比没有差异,而且Aries 16能获得更大的视野范围,帮助我们在单个视野中获得更多数据。” Correia博士如此评价鑫图Aries 16在测试中的表现。


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图 2 为全内反射共振(TIRF)系统拍摄的活细胞荧光蛋白表达图像,图A为Aries 16,图B为EMCCD。荧光激发波长为488nm,吸收波长为530nm。实验的物镜为100X,两台相机的曝光时间均为30ms。上图由伯明翰大学医学院的Zsombor Koszegi博士拍摄。


鑫图Aries 16与传统的16μm EMCCD相机相比,由于采用的sCMOS结构不受额外噪声因子影响,所以高动态优势明显优于EMCCD相机。另外我们从图2也可以看出,Aries 16能够生成高信噪比且视野显著更大的图像,从而为每张图像提供更多的数据点。


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图 3 为Aries 16与EMCCD的线剖面比较示意图。荧光激发波长为488nm,吸收波长为530nm。实验的物镜为100X,两台相机的曝光时间均为30ms。黄线对应的灰度值直方图,左侧为Aries 16, 右侧为EMCCD。图像由伯明翰大学医学院的Zsombor Koszegi博士拍摄。


Correia博士比较了 Aries 16和EMCCD图像的信号强度剖面数据。图3显示,Aries 16探测到了250DN左右的有效信号(峰值信号450减背景强度200DN),和40DN左右的背景变化,信号反差比为250/40=6.2。相比之下,EMCCD探测到300DN左右的有效信号(峰值信号850DN减背景强度550DN),和60DN左右的背景变化,信号反差比为300/60=5。这和信噪比数据分析结果类似,与理论分析相符。从整体成像表现来看,Aries 16的灵敏度在该成像条件下,优于EMCCD。


Aries 16与传统的6.5μm sCMOS相机比较,也有非常明显的优势。虽然利用Binning也能增加像素大小,但这同时也会带来更高的读出噪声。例如,在高动态范围模式下,合并像素后,6.5μm sCMOS相机原有的1.6 e-读出噪声会增加到3.2 e-;鑫图Aries 16可以不用使用Binning像素合并功能,读出噪声仅有0.9 e-,这一优势在极弱光成像条件下,例如在单分子成像应用中,是非常关键的突破。







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