斜平面显微鼻状光片系统

图1：两张使用单物光片成像系统拍摄的最大强度投影图像，包括Kinetix22 sCMOS、OptoSplit III和OPM Snouty镜头。蓝色部分是一张200微米×200微米视场角的Cos 7细胞微管图像，采用OPM上的快速跳流扫描法。橙色中是一段1000微米×220微米的微管影像，记录了活视网膜神经节细胞轴突中从非洲爪蟾眼部移植中生长出来的微管影像，采用OPM阶段扫描。

背景

Edward Ward博士和Jacob Lamb先生均为Clemens Kaminski教授领导的激光分析组研究人员。该团队致力于开发应用于生物系统的成像技术，需要结合最先进的光学与相机技术。

Ward博士介绍了团队的最新进展："我们结合光片显微技术与共聚焦显微技术，需要一种能实现高速成像、简化样品制备与安装流程，同时保持高分辨率的解决方案。采用单物镜斜平面显微(OPM)'Snouty'技术，可在高分辨率下实现更快速的成像。"

通过使用定制化AMS-AGY "Snouty"镜头，Kaminski实验室旨在获得比传统光片方法更高的时空分辨率，从而在高速下获取高对比度的三维图像。由于采用单物镜设计，该系统显著减少了样品制备与安装的复杂度。为充分发挥该光片系统的性能，避免成像瓶颈，需搭配合适的相机以最大化通量与效率。

挑战

Lamb先生指出成像系统面临的挑战："我们希望尽可能快速成像，每秒几幅体积数据会很理想...但实际成像速度完全受限于相机：既取决于能多短的曝光时间仍能获得清晰图像，也受相机读出速度的限制。"

"对于相机，我们还需要高光灵敏度，OPM-Snouty系统包含众多光学元件，光信号在传输过程中会损失。"

Ward博士补充道，除了需要高灵敏度和高速读出的相机，团队还希望实现三通道同步成像。这可通过搭配三分光器(如Cairn Research的OptoSplit III)实现，但可用视野会缩小至三分之一，因此大视场相机至关重要。

"我真的很喜欢Kinetix22，它是我在系统上用过最好的相机!" —— Jacob Lamb先生

解决方案

Kinetix22 sCMOS相机代表了现代相机技术的最新发展，具备高速、高灵敏度、6.5μm像素的高空间分辨率以及22mm的大视场。由于实现高速成像需要缩短曝光时间，因此必须依赖高灵敏度相机。凭借大视场与高读出速率的结合，Kinetix22非常适合高通量光片应用，能够以高分辨率测量大体积样本。

Ward博士分享了使用Kinetix22的体验：“我们对比了其他相机，Kinetix22的灵敏度远超同类……其像素尺寸与Snouty的奈奎斯特采样完美匹配，这正是我们需要的。”

Lamb先生也提到：“我们通过OptoSplit III充分利用了Kinetix22的整个视场，传感器尺寸恰到好处，可以在分光后获得系统允许的最大视场……软件支持也非常出色，相机在MicroManager中运行，并通过LabView进行硬件触发。”

审核编辑 黄宇