Камеры нового поколения для микроскопии на базе sCMOS-сенсоров
Цифровые камеры для микроскопов на сегодняшний день уже является неотъемлемым элементом практически любого микроскопа в учебных, научных, клинических или промышленных лабораториях. Это устройство с каждым годом берет на себя все больше и больше полезных функций начиная от возможности просто сфотографировать наблюдаемый образец и заканчивая точным воссозданием микрообъектов в трехмерной графике. Но не смотря на свое широкое применение, исследователи, работающие со сложными задачами, часто встречаются с проблемой регистрации слабых сигналов или динамичных процессов, где камеры sCMOS нового поколения бесспорно лидируют по своим возможностям.
Новая цифровая камера Leica DFC9000 на базе сверхскоростного сенсора sCMOS
Прежде чем говорить о sCMOS-сенсорах, вспомним цифровые камеры для микроскопов, которые были выпущены значительно раньше, но популярны и сегодня.
- CCD-камеры (Charge-Coupled Device) – устройства, которые отличаются особенно высокой чувствительностью и в микроскопии, главным образом, нашли применение в задачах фоторегистрации изображения при низкой освещенности: темное поле, ДИК-контраст, люминесценция и т.п. В отличии от CMOS-сенсора, в технологии CCD используется только один узел для вывода информации, что существенно ограничивает максимальную скорость передачи данных. Количество кадров в секунду на живой картинке от CCD-камеры обычно до 15 к/с, что отображается в постоянной задержке и прерывистости при трансляции динамичных процессов.
- Отдельная подгруппа камер на базе EMCCD-сенсоров (Electron Multiplying CCD), стоящая особого внимания, так как позволяет «запечатлеть» флуоресцентное излучение из единичного фотона. Это делает камеру эффективным инструментом в передовых научных исследованиях! Но EMCCD -сенсор также не приспособлен для создания широкоформатных фотографий или видеосъемки с разрешающей способностью большей, чем 1 мегапиксель. Их главная и уникальная функция поймать тот самый фотон, свидетельствующий активизацию биохимических процессов в живых организмах.
- Наиболее распространенные CMOS-камеры – технология нашла место не только в любом подручном гаджете с камерой, но и в оптической микроскопии благодаря своему низкому энергопотреблению, высокой скорости передачи данных и среднему ценовому сегменту. CMOS (complementary metal-oxide-semiconductor) технология появилась относительно недавно, но стремительно набирает популярности(или популярность?), увеличивая предельные возможности сенсора с каждым новым поколением камер. К сожалению, недостатком этой технологии является невозможность работать со слабо флюоресцирующими образцами и сложными методами контрастирования как темное поле или ДИК-контраст.
Между CCD- и CMOS-камерами последние десять лет наблюдалась постоянная конкуренция, основанная на требованиях исследователей к предельной чувствительности сенсора и необходимой скорости передачи изображения для фиксации динамичных процессов. Но с выходом новой sCMOS-камеры можно забыть о компромиссах!
Технология sCMOS максимально адаптирована к требованиям научных исследований, этот тип датчика имеет целый ряд преимуществ, таких как низкий уровень шума, высокая однородность, высокая частота кадров и высокий динамический диапазон. Все это обеспечивает сверхэффективную производительность в задачах флуоресцентной визуализации или видеосъемки живых неокрашенных клеток при низкой освещенности.
В настоящее время рынок переходит к третьему поколению датчиков sCMOS, и этот шаг характеризуется огромным улучшением параметров камер. Датчики третьего поколения имеют удивительные технические возможности и благодаря своей высокой чувствительности обеспечивают визуализацию образцов в условиях близких к нативным.
В линейке Leica Microsystems sCMOS-камера представлена новой моделью Leica DFC9000. Квантовая эффективность этой модели составляет до 82%, что в два раза больше в сравнении со старыми камерами. А это означает, что с новой камерой от Leica Microsystems Ваш результат в два раза надежней!
Leica DFC9000 в флуоресцентной микроскопии:
Инфузория туфелька. Изображение получено с помощью цифровой камеры Leica DFC9000.
С новой камерой Leica вы оберегаете свои образцы! Благодаря высокой эффективности камеры на всем оптическом диапазоне, время экспозиции может сократиться на один порядок, что позволяет использовать источники возбуждения флуоресценции в режиме низкой интенсивности свечения в течении более короткого времени.
Квантовая эффективность цифровой камеры Leica DFC9000.
С сенсором sCMOS нового поколения открываются новые горизонты для исследований в микроскопии! Высокая чувствительность сенсора DFC9000 в ближнем ИК диапазоне позволяет окрашивать клетки не только стандартными флуорохромами (GFP, FITC, Cy3 -и т.д.), но и изучать биохимические процессы в более щадящем диапазоне излучения флуоресценции 700-900 нм, что было не доступно ранее.
Leica DFC9000 в исследовании живых неокрашенных клеток:
Эвглена зеленая. Видео получено с помощью цифровой камеры в режиме Leica DFC9000 160 кадров в секунду.
Благодаря сверхвысокой скорости регистрации динамических процессов, удается зафиксировать более 150 кадров всего лишь за одну секунду даже при использовании специализированных методов контрастирования с критически малой освещенностью. Ни одна мельчайшая деталь не скроется в ходе эксперимента!
Новое поколение технологий от Leica Microsystems:
Универсальность систем от Leica Microsystems позволяет создать исследовательскую станцию для решения Вашей задачи абсолютно любой сложности.
«Don`t search, Find!» – «Не искать, найти!» –
один из главных лозунгов компании.