ЮЕ ТЕХ

ORCA-Flash4.0 меняет правила игры

6 сентября 2013 г.

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./
По гориз.: Входной сигнал (фот./яч./кадр)

Область люминесценции
Область фолуоресценции

 

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) 
Изображение B (в середине), Клетки Ins-1 MARCS-DsRed (изображение любезно предоставлено д-ром Хидео Могами, Университет Хамамацу) 
Изображение C (справа), клетки HEK293, окрашенные красителем Fluo8-AM, конфокальный микроскоп с вращающимся диском, Иокогама, Yokogawa

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 
(типовые случаи)

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").
Предыдущая Следующая