Отзыв о научной sCMOS камере Aries 16 от компании Tucsen
Доктор Коррейя – специалист по визуализации в Бирмингемском университете. Он специализируется на визуализации живых клеток с целью исследования метаболизма и систем. Д-р Коррейя заинтересовался камерой Aries 16 после того, как узнал о ее способности работать в условиях низкой освещенности на уровне EMCCD с матрицей sCMOS.
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 интеграции 30 мс, объектив 60X. Изображения были получены доктором Зомбором Кошеги, медицинская школа Бирмингемского университета.
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.
Камера Aries-16 сравнивалась с существующей установленной EMCCD-камерой с эквивалентным размером пикселя 16 мкм. Сравнение проводилось с помощью камеры TwinCam (Cairn Research Ltd) с креплением C-Mount и делителем сигнала 50:50, подключенной к камере Nikon Ti-2 с кольцевой TIRF-системой iLAS для освещения.
Выводы заказчика:
На рисунке 1 показано, что Aries 16 способен 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, работающего в режиме высокого EMGain. Наряду с этим Aries-16 сохраняет полную емкость пикселя (73 000 e-), которая уменьшается на коэффициент усиления при использовании EMCCD-камеры. И, наконец, 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.
Стоит также отметить, что, в отличие от технологии EMCCD, для производителей камер и местных органов власти не существует экспортного контроля или требований вести документацию о физическом местонахождении или пользователях изделия.
Сравнение с классической 6.5 мкм sCMOS
Для увеличения размера пикселя часто используется бинирование, однако это сопровождается штрафом за шум чтения; увеличение заявленного шума чтения на коэффициент бинирования. Например, при работе в режиме высокого динамического диапазона 1.6 электрона удваивается до 3.2 электрона в бине 2. Aries достигает 0.8 электронов без необходимости применения бининга. 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
- Размер пикселя :16 мкм x 16 мкм;
- Шум считывания: 0.8 e-;
- Пиковая квантовая эффективность: 90 %;
- Разрешение: 800 (Г) x 600 (В);
- Интерфейс: CameraLink & USB3.0.
