近期，英國伯明翰大學研究活細胞代謝及其應用系統(tǒng)的高級成像專家Joao Correia博士團隊采用鑫圖Aries 16和EMCCD相機針對TIRF單分子熒光檢測應用進行了靈敏度對比測試實驗。

圖1 為Correia博士測試Aries 16相機與EMCCD相機的TIRF系統(tǒng)圖。兩臺相機的像素大小均為16μm，分別接在TwinCam（來自Cairn Research Ltd）的兩個C口上進行比較，信號采用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，幫助我們在單個視野中獲得更多數(shù)據(jù)?！?Correia博士如此評價鑫圖Aries 16在測試中的表現(xiàn)。

圖 2 為全內反射共振(TIRF)系統(tǒng)拍攝的活細胞熒光蛋白表達圖像，圖A為Aries 16，圖B為EMCCD。熒光激發(fā)波長為488nm，吸收波長為530nm。實驗的物鏡為100X，兩臺相機的曝光時間均為30ms。上圖由伯明翰大學醫(yī)學院的Zsombor Koszegi博士拍攝。

鑫圖Aries 16與傳統(tǒng)的16μm EMCCD相機相比，由于采用的sCMOS結構不受額外噪聲因子影響，所以高動態(tài)優(yōu)勢明顯優(yōu)于EMCCD相機。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。

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。實驗的物鏡為100X，兩臺相機的曝光時間均為30ms。黃線對應的灰度值直方圖，左側為Aries 16, 右側為EMCCD。圖像由伯明翰大學醫(yī)學院的Zsombor Koszegi博士拍攝。

Correia博士比較了 Aries 16和EMCCD圖像的信號強度剖面數(shù)據(jù)。圖3顯示，Aries 16探測到了250DN左右的有效信號(峰值信號450減背景強度200DN)，和40DN左右的背景變化，信號反差比為250/40=6.2。相比之下，EMCCD探測到300DN左右的有效信號(峰值信號850DN減背景強度550DN)，和60DN左右的背景變化，信號反差比為300/60=5。這和信噪比數(shù)據(jù)分析結果類似，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相機比較，也有非常明顯的優(yōu)勢。雖然利用Binning也能增加像素大小，但這同時也會帶來更高的讀出噪聲。例如，在高動態(tài)范圍模式下，合并像素后，6.5μm sCMOS相機原有的1.6 e-讀出噪聲會增加到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)勢在極弱光成像條件下，例如在單分子成像應用中，是非常關鍵的突破。