鑫图sCMOS相机|全自动推扫式高光谱显微成像系统设计与研究

为了将光谱成像技术更方便地引入显微成像领域，本文介绍了高光谱成像技术与显微成像技术相结合，搭建出一套全自动推扫式高光谱显微成像系统。该系统以倒置显微镜为主体进行设计，采用棱镜-光栅元件进行光谱分光，利用高精度二维电动运动平台进行推扫，同时结合电动对焦组件完成对焦，最终成像在高灵敏sCMOS科学相机上。根据大多数生物样本光谱检测需求，系统的光谱范围选择为420~800 nm，并引入激光自动对焦系统作为主动对焦模块，以HE染色的乳腺癌病理切片为研究对象。通过对全自动推扫式高光谱显微成像系统的设计与研究，解决了高光谱显微成像中无法实时对焦的难题，实现了在40倍显微物镜下3.25 mm × 3.25 mm范围内的全自动成像。这有助于促进光谱技术在生物医学等领域中的应用，特别是对需要高分辨率和高灵敏度的场景中，提供了有效的解决方案。

图1 整机图片

图2 基于主动对焦的大视场推扫成像

推扫式高光谱显微成像系统的光谱探测器采用了鑫图背照式sCMOS科学相机Dhyana 400BSI。该相机像元大小为6.5 μm，非常适配于40x~60x的成像系统。相机的宽光谱响应范围涵盖了190 nm~1100 nm，可以适用于生物样本的光谱检测需求，峰值量子效率高达95%，读出噪声仅为1.1e-。这些性能在高分辨率成像和灵敏度之间实现了平衡，并能大幅提高信号检测能力，非常适合部分光谱应用的需求。