ORCA-Flash4.0 меняет правила игры
ORCA-Flash 4.0, новейшая разработка Hamamatsu, - настоящий прорыв в мире научного изображения. Построенная на революционно-новом детекторе второго поколения, выполненном по технологии sCMOS(Scientific CMOS), ORCA-Flash4.0 является первой камерой выполненной на сенсоре второго поколения, бросающей вызов камерам на ПЗС, на ПЗС с электронным умножением (EM-CCD) и на sCMOS датчиках первого поколения.
Благодаря сочетанию низкого шума и высокой квантовой эффективности камера ORCA-Flash4.0 обеспечивает беспрецедентную чувствительность, а также широкий динамический диапазон, высокую скорость работы, большое поле зрения, отличное разрешение. Причем все это вместе.
Исследователи применяли ПЗС с электронным умножением для исследования изображений при сверхмалой освещённости и часто на высоких частотах, например, при TIRF (микроскопия полного внутреннего отражения флуоресцентного света) или конфокальной микроскопии с вращающимся диском, тогда как при других флуоресцентных исследованиях, например, при исследованиях GFP (зелёный флуоресцентный белок) или многоканальное получение изображений они полагались на охлаждаемые ПЗС. Но, камера ORCA-Flash4.0 меняет все старые представлени. Теперь одна камера закрывает целый спектр задач получения изображения – в том числе локализационную микроскопию, микроскопию с полным внутренним отражением (TIRF microscopy), зелёный флуоресцентный белок живых клеток, высокоскоростную визуализацию по ионам кальция, Фёрстеровский резонансный перенос энергии (FRET), конфокальную микроскопию реального времени и многие другие.
Микроскопия сверхразрешения, основанная на локализации |
TIRF- микроскопия |
Конфокальное изображение с вращающимся диском |
По верт.: фон (фотонов/яч./ Область люминесценции |
|
Изображение A (слева), Клетки HeLa, маркированные с помощью d2EosFP. Слева: реконструированное изображение PALM. Справа: одно изображение TIRF из данных, используемых для восстановления. (Изображения любезно предоставлены проф. Зен Ли Нуангом, Центр биометрической фотоники Бриттон-Чэнс, Уханьская Национальная лаборатория оптоэлектроники, Научно-технологический университет Хуазоньг) |
Особенности ORCA-Flash4.0:
- Исключительная чувствительность: квантовая эффективность свыше 70% на длине волны 600 нм
- Низкие шумы: 1,3 электрона при скорости 100 кадр/с
- Высокая скорость: 100 кадр/спри полном разрешении
- Высокое разрешение: 4,0 Мпикс. при шаге элементов 6,5 x6,5 мкм
Краткое руководство по камере ORCA-Flash4.0:
Чтобы помочь вам лучше определить, подходит ли ORCA-Flash4.0 под ваши задачи получения изображения, в приведённой ниже таблице сведены чувствительность на определённой длине волны и другие важные параметры.
Параметр |
Камера ORCA-Flash4.0 |
Тип датчика изображения |
Научный КМОП-датчик, 4,0 Мпикс. |
Спектральный диапазон чувствительности |
Видимый |
Интенсивность входного сигнала |
Низкая |
Кадровая частота при полном разрешении |
100 кадров в секунду |
Длительность экспозиции |
От 9,7 мкс до 10 с |
Пространственное разрешение (размер элемента) |
6,5 x 6,5 мкм |
Основные особенности и преимущества камеры ORCA-Flash4.0 представлены ниже:
Особенности |
Преимущества |
Высокая чувствительность: высокая квантовая эффективность (более 70% на длине волны 600 нм) и низкий шум (1,3 электрона) |
Отличная универсальность |
Скорость считывания 100 кадров в секунду при полном разрешении и до 25600 кадр/с при считывании небольшого окна |
Возможность регистрировать быстрые события, например,высокоскоростной визуализации по ионам кальция |
Разрешение 4,0 Мпикс |
Поле зрения в 2,5 раза больше, чему стандартной ПЗС-камеры с электронным умножением |
Шаг элементов 6,5 x 6,5 мк |
Способность разрешать намного более мелкие детали изображения |
Несколько вариантов запуска/синхронизации по внешнему сигналу |
Синхронизация с периферийным оборудованием |
Специальные возможности
Высокая квантовая эффективность + низкий шум = высокая чувствительность
Высокая чувствительность камеры ORCA-Flash4.0 – результат её высокой квантовой эффективности (QE) и низкого шума. Датчик камеры – прибор класса sCMOS второго поколения обеспечивает высокую квантовую эффективность в широком диапазоне длин волн, наиболее часто использующимся в флуоресцентной микроскопии, со значениями QE более 70% на длине волны в 600 нм и 50% на 750 нм. Добавьте к этому шум в 1,3 электрона при частоте считывания 100 кадр/сбез шума, вносимого электронным умножением, – и вы получите чрезвычайно чувствительную и универсальную камеру. Вы сможете регистрировать сигналы на низком уровне освещённости, сравнивать незначительные изменения интенсивности и различать слабые сигналы на сильном фоне – причём с лёгкостью. |
Высокая скорость
ORCA-Flash4.0 может работать с частотой до 100 кадров в секунду при полном разрешении. Для экспериментов, требующих ещё большего временного разрешения, ORCA-Flash4.0 может работать с ещё большими скоростями при считывании окна меньшего размера.
Метод считывания |
Число элементов |
Скорость считывания из центральной позиции (кадр/с) |
Полное разрешение |
2048 x 2048 |
100 |
Считывание окна |
2048 x 1024 |
200 |
2048 x 512 |
400 |
|
2048 x 256 |
800 |
|
2048 x 64 |
3200 |
|
2048 x 8 |
25600 |
Широкое поле зрения и высокое разрешение
При 4,0 мегапикселях и шаге ячеек 6,5 x 6,5 мкм камера ORCA-Flash4.0 предлагает поле зрения в 2,5 раза более широкое, чем стандартные камеры на ПЗС с электронным умножением (EM-CCD). Кроме этого, более мелкий элемент таких камер может разрешать гораздо более мелкие детали, чем камера наEM-CCD.
Сравнение поля зрения Поле зрения в 2,5 раза больше, чем у стандартной камеры на ПЗС с электронным умножением. |
Сравнение разрешения Ячейка размером 6.5 х 6.5 мкм в камере ORCA-Flash4.0 способна разрешать гораздо более мелкие детали, чем ячейка размером 16 х 16 мкм в стандартной камере на ПЗС с электронным умножением. |
Образец: Слайд №1, подготовленный FluoCells объектив: S Plan Fluor 100x |
Другие особенности
ORCA-Flash4.0 – великолепный образец продуманной конструкции камеры. По сравнению с камерами, построенными на основе КМОП-датчиков для научных применений первого поколения, она отличается оптимизированным охлаждением и отличной однородностью изображения по всему полю. Среди других особенностей – 16-разрядное АЦП и множество вариантов запуска внешним сигналам и выбора тактировки.
Применения:
- Локализационная микроскопия
- Микроскопия полного внутреннего отражения (TIRF-микроскопия)
- Исследование живых клеток с помощью GFP (зелёного флуоресцирующего белка)
- Исследование флуоресценции с временн?ымуплотнением
- Флуоресцентный перенос энергии (ratioimaging)
- FRET
- Высокоскоростное кадрирование прохождения ионов Ca2+
- Конфокальная микроскопия реального времени
- Микроскопия плоским волновым фронтом (Light sheet microscopy)
- Морфология
- Флуоресцентная гибридизация in situ (FISH)
Требования к ПК и охладителям:
- Требования к ПК. С появлением ORCA-Flash 4.0 поток данных от камеры в компьютер теперь может достигать 4 Мпикс. при частоте кадров в 100 кадр/с. Требования к компьютерам для столь высокогопотока данных приведены в специализированном руководстве (обращайтесь за за консультацией, см. раздел "Контакты").
- Водяная система охлаждения. Дляработы с камерой C11440-22C ORCA Flash4.0 компанией Hamamatsu сертифицирована специализированная система водяного охлаждения (обращайтесь за за консультацией, см. раздел "Контакты").