25/09/30
在生命科學(xué)研究領(lǐng)域，對生物樣本高分辨率、高通量 3D 成像是解析生物機(jī)制、探索生命奧秘的關(guān)鍵需求。從細(xì)胞分裂過程的動態(tài)追蹤到類器官樣本的精細(xì)觀察，研究人員始終在尋找能兼顧“高分辨率”、“高通量”與“樣本友好”的成像技術(shù)，而傳統(tǒng)顯微技術(shù)在這一需求下逐漸顯露出局限性，為新技術(shù)的突破提供了迫切的應(yīng)用場景。
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共聚焦顯微技術(shù)因高分辨率成為科研利器，憑借點(diǎn)掃描成像的優(yōu)勢，能清晰呈現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)部細(xì)微結(jié)構(gòu)。但當(dāng)面對 3D 高通量成像需求時，其掃描方式導(dǎo)致成像速度受限，難以捕捉細(xì)胞內(nèi)快速發(fā)生的動態(tài)過程，無法滿足研究人員對“高通量成像”的核心訴求。
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為彌補(bǔ)共聚焦技術(shù)的不足，研究人員提出了 SIM 超分辨成像技術(shù)。其通過多角度照明與圖像重建算法，在實現(xiàn)高分辨率、高通量成像的同時，突破了衍射極限的束縛。然而，在三維成像時，SIM 技術(shù)往往會同時照亮整個樣本，帶來一定程度的樣本漂白，難以應(yīng)用于光照敏感的樣本。
應(yīng)用挑戰(zhàn)
正是為了解決“高分辨率、實時動態(tài)、溫和成像”三者難以兼顧的核心挑戰(zhàn)，華中科技大學(xué)費(fèi)鵬教授研究團(tuán)隊將光片顯微成像技術(shù)引入類器官研究領(lǐng)域。助力類器官技術(shù)在疾病模擬、腫瘤藥敏、臨床免疫、藥物毒理、再生醫(yī)學(xué)等多學(xué)科領(lǐng)域中的研究與應(yīng)用。該技術(shù)通過薄層光片照亮樣本特定平面，減少了光照對樣本的損傷，有效避免樣本漂白，同時保證了成像的高分辨率。
但這一技術(shù)對成像設(shè)備也提出了更高要求：一方面需要高靈敏相機(jī)來捕捉光片照明下的微弱信號，確保圖像細(xì)節(jié)清晰；另一方面需要更快的幀率，以更短的時間實現(xiàn)大樣本的 3D 成像。
解決方案
鑫圖背照式 Aries 6510 相機(jī)，恰好成為了這一需求的理想解決方案。其一，它擁有 3200×3200 的高圖像分辨率，搭配 6.5μm 的像元尺寸與 29.4mm 對角線的大靶面，能夠一次性覆蓋更大的成像視野；其二，其全幅幀率高達(dá) 150fps，為 3D 高通量成像提供了速度保障；其三，該相機(jī)的量子效率高達(dá) 95%，能高效轉(zhuǎn)化光信號為電信號，即使在生物樣本等弱光應(yīng)用下，也能精準(zhǔn)捕捉微弱信號，避免因信號不足導(dǎo)致的細(xì)節(jié)丟失。此外，其低噪聲模式讀出噪聲低至 0.7e-，可用于對相機(jī)靈敏度要求更高的應(yīng)用。
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Aries 6510 相機(jī)搭配光片顯微成像系統(tǒng)實現(xiàn)了對類器官的高通量成像：
高通量3D類器官成像（睪丸類器官 ）
鑫圖新品 Aries 6506 / 6510 大靶面高速高靈敏度相機(jī)
Aries 6506/6510 大靶面高速高靈敏度相機(jī)不僅實現(xiàn)了對芯片本身極致性能的充分開發(fā)和利用，還特別針對客戶應(yīng)用需求設(shè)計了豐富的數(shù)據(jù)讀出模式，更大的成像靶面和更快速高效的數(shù)據(jù)接口，不僅可滿足各類科學(xué)成像實驗的前沿應(yīng)用需求，也可助力儀器系統(tǒng)更高效能的提升。
Aries 6506/6510 讀出模式在高動態(tài)、高速、高靈敏的基礎(chǔ)上新增了“極限靈敏度”讀出模式。該模式實現(xiàn)了 95%QE 和低至 0.7e- 的讀出噪聲，大大拓展了 sCMOS 相機(jī)的弱光探測下限。
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另外，測量快速變化的信號不僅僅需要相機(jī)具有高速度，也需要有足夠的像素滿阱容量來分辨信號的變化。在 Aries 6506/6510 高速模式下，用戶可根據(jù)弱光和強(qiáng)光應(yīng)用需要，靈活選擇 1,240e- 或 20,000e- 的滿阱容量模式，測量精度相比 8bit 對應(yīng) 200e- 滿阱容量性能的相機(jī)有質(zhì)的提升。
29.4mm/22mm 靶面尺寸可選
Aries 6510 擁有 29.4mm 大靶面尺寸；而 Aries 6506 則搭配顯微鏡標(biāo)準(zhǔn) 22mm 的 C 接口成像視野。
簡單高速的 GigE 接口
Aries 6506/6510 使用標(biāo)準(zhǔn) GigE 接口，無需昂貴的采集卡和笨重的電纜，也不要求復(fù)雜的系統(tǒng)啟動順序，高速圖像采集也能有即插即用的輕松體驗。
鑫圖光電
鑫圖光電（Tucsen）專注于光子探測科學(xué)相機(jī)的研發(fā)與制造。從引領(lǐng)顯微數(shù)字化革命起步，我們持續(xù)突破成像極限，將高性能科學(xué)相機(jī)廣泛應(yīng)用于生命科學(xué)研究、物理光譜分析、大面陣天文成像、半導(dǎo)體材料檢測等前沿領(lǐng)域。基于對客戶需求的精準(zhǔn)洞察，我們提供快速開發(fā)定制服務(wù)與高可靠性產(chǎn)品，同時積極攜手合作伙伴，賦能產(chǎn)業(yè)升級。懷揣科學(xué)理想，肩負(fù)探索使命，鑫圖人始終以“開拓、進(jìn)取、求實、分享”為指引，用專業(yè)與熱忱不斷書寫認(rèn)知邊界的新篇章。
費(fèi)鵬教授
費(fèi)鵬教授為華中科技大學(xué)光學(xué)與電子信息學(xué)院教授，國家杰青，湖北省高端生物醫(yī)學(xué)成像重大科技基礎(chǔ)設(shè)施總工程師，其帶領(lǐng)的高通量計算生物光學(xué)成像團(tuán)隊率先在國際上開展深度學(xué)習(xí)增強(qiáng)的生物光學(xué)顯微成像技術(shù)研究，實現(xiàn)從模式動物到單細(xì)胞水平的高時空分辨率的三維實時成像。團(tuán)隊在 Nature Methods、Nature Communications、PNAS、Optica 等高水平期刊上發(fā)表學(xué)術(shù)論文 80 余篇。成果獲“中國光學(xué)十大進(jìn)展提名獎” 、 “湖北省自然科學(xué)一等獎”、“中國計算光學(xué)優(yōu)秀成果”。新技術(shù)獲中美授權(quán)專利 30 余項，在國內(nèi)外多家機(jī)構(gòu)廣泛應(yīng)用，轉(zhuǎn)化成果實質(zhì)性推動國產(chǎn)高端熒光顯微鏡的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
慧觀生物
慧觀生物成立于 2022 年 9 月，孵化于國家杰青、華中科技大學(xué)費(fèi)鵬教授團(tuán)隊，是一家致力于發(fā)展全球領(lǐng)先細(xì)胞影像學(xué)技術(shù)的高新技術(shù)企業(yè)。公司以全球領(lǐng)先的超薄光切技術(shù)與 AI 智能圖像算法為核心，革新推出的全場景單物鏡光片顯微鏡和 3D 病理儀等創(chuàng)新產(chǎn)品為生命科學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)及藥物研發(fā)提供了領(lǐng)先的三維成像與智能化數(shù)據(jù)分析解決方案。公司代表性產(chǎn)品，全場景單物鏡智能光片顯微鏡 Smartview 及超高通量宏觀光片顯微鏡 MacroView 已在清華大學(xué)、北京大學(xué)在內(nèi)的多所高校成交并投入科研應(yīng)用。
Aries 6510 相機(jī)現(xiàn)已開放預(yù)約測試
