Арт. Aries 16
Доктор Коррейя – эксперт по визуализации в Бирмингемском университете. Он специализируется на визуализации живых клеток с целью исследования метаболизма и систем. Д-р Коррейя заинтересовался sCMOS камерой Aries 16 после того, как узнал о ее способности работать в условиях низкой освещенности на уровне EMCCD камер.
Один из методов, который использует команда университета – TIRF для анализа и отслеживания положения отдельных белков, меченных флуорофором, в живых клетках. Это требует не только обнаружения при низкой освещенности, но и способности разрешать их на фоне других флуоресцентных видов в образце. В настоящее время группа использует технологию EMCCD из-за ее способности различать сигналы при низкой освещенности, другие технологии (Binned sCMOS) были опробованы, но, похоже, не отвечают требованиям эксперимента.
Эксперимент
Камера Aries-16 сравнивалась с существующей установленной EMCCD-камерой с эквивалентным размером пикселя 16 мкм. Сравнение проводилось с помощью делителя изображений TwinCam (Cairn Research Ltd) с креплением C-Mount и делителем сигнала 50:50, подключенному к микроскопу Nikon Ti-2 с кольцевой TIRF системой освещения iLAS.
Рисунок 1. Образец: Флуоресцентно меченый экспрессируемый белок в живой клетке, освещенный с помощью кольцевой системы резонанса полного внутреннего отражения (TIRF) с возбуждением при 488 нм и поглощением при 530 нм. Изображение было получено одновременно на Aries 16 (изображение A, слева, пиксель 16 мкм) и EMCCD (изображение B, справа, пиксель 16 мкм), время сбора данных 30 мс, объектив 60X. Изображения были получены доктором Зомбором Кошеги, медицинская школа Бирмингемского университета.
Выводы заказчика
На рисунке 1 показано, что sCMOS камера Aries 16 способна создавать изображения с одинаковым отношением сигнал/шум, но со значительно большим полем зрения, что дает больше точек данных на изображение.
Отвечая на вопрос о чувствительности, д-р Коррейя сказал:
Мы сравнили Aries 16 с нашей существующей EMCCD камерой, и первые исследования не выявили разницы в соотношении сигнал/шум между ними. Дополнительным преимуществом по сравнению с EMCDD, помимо отмеченной цены, является дополнительное поле зрения, которое я смог получить, позволяющее мне получить больше данных в одном поле зрения.
Рисунок 2. Доктор Коррейя тестирует EMCCD против Aries 16.
Сравнение с классической 16 мкм EMCCD камерой
В камере Aries используется архитектура sCMOS, что означает отсутствие избыточного шума (F-фактор), который умножает вклад шума на 1.41. Это перевешивает преимущества меньшего шума считывания EMCCD камер, работающих в режиме высокого EMGain. Наряду с этим sCMOS камера Aries-16 сохраняет полную емкость пикселя (73 000 e-), которая уменьшается на коэффициент усиления при использовании EMCCD-камеры. И, наконец, научная камера Aries обеспечивает увеличение площади в 1.83 раза.
На рисунке 3 показано сравнение линейного профиля (без поправки на смещение или преобразование усиления) между Aries-16 и EMCCD. Aries предлагает пиковый сигнал почти 500 по сравнению с фоном 200, 300 серых уровней сигнала. Напротив, EMCCD дает пиковый сигнал 850 на фоне 580, что составляет 270 серых уровней сигнала.
Рисунок 3. Сравнение Aries-16 с EMCCD (вставка). Образец: Флуоресцентно-меченый экспрессируемый белок в живой клетке, освещенный с помощью кольцевой TIRF-системы с возбуждением при 488 нм и поглощением при 530 нм. Изображение было одновременно получено на Aries 16 (внешнее изображение, пиксель 16 мкм) и EMCCD (вставка, пиксель 16 мкм), время интеграции 30 мс, объектив 60X. Показаны гистограммы, отражающие значения шкалы серого по желтой линии, Aries (слева) и EMCCD (справа). Изображения получены доктором Жомбором Кошеги, медицинская школа Бирмингемского университета.
Сравнение с классической 6.5 мкм sCMOS камерой
Для увеличения размера пикселя часто используется биннинг, однако это сопровождается увеличением шума считывания; увеличением заявленного шума считывания на коэффициент биннига. Например, при работе в режиме высокого динамического диапазона значение в 1.6 электрона удваивается до 3.2 электрона при режиме биннинга 2. sCMOS камера Aries достигает 0.8 электронов без необходимости применения биннинга. Для обычных флуоресцентных приложений это может быть неприменимо, но при работе в условиях очень низкой освещенности, например, с одиночными молекулами, этот повышенный вклад в шум считывания является значительным.
Характеристики sCMOS камеры Tucsen Aries 16
|
|
|
