鑫图Aries 16 vs. EMCCD | 用于TIRF单分子荧光检测的灵敏度比较

近期，英***伯明翰大学研究活细胞代谢及其应用系统的高***成像专***Joao Correia博士团队采用鑫图Aries 16和EMCCD相机针对TIRF单分子荧光检测应用进行了灵敏度对比测试实验。

图1 为Correia博士测试Aries 16相机与EMCCD相机的TIRF系统图。两台相机的像素大小均为16μm，分别接在TwinCam（来自Cairn Research Ltd）的两个C口上进行比较，信号采用50/50分光。

“我们发现Aries 16与我们现有的EMCCD之间的信噪比没有差异，而且Aries 16能获得更大的视野范围，帮助我们在单个视野中获得更多数据。” Correia博士如此评价鑫图Aries 16在测试中的表现。

图 2 为全内反射共振(TIRF)系统拍摄的活细胞荧光蛋白表达图像，图A为Aries 16，图B为EMCCD。荧光激发波长为488nm，吸收波长为530nm。实验的物镜为100X，两台相机的曝光时间均为30ms。上图由伯明翰大学医学院的Zsombor Koszegi博士拍摄。

鑫图Aries 16与传统的16μm EMCCD相机相比，由于采用的sCMOS结构不受额外噪声因子影响，所以高动态优势明显优于EMCCD相机。另外我们从图2也可以看出，Aries 16能够生成高信噪比且视野显著更大的图像，从而为每张图像提供更多的数据点。

图 3 为Aries 16与EMCCD的线剖面比较示意图。荧光激发波长为488nm，吸收波长为530nm。实验的物镜为100X，两台相机的曝光时间均为30ms。黄线对应的灰度值直方图，左侧为Aries 16, 右侧为EMCCD。图像由伯明翰大学医学院的Zsombor Koszegi博士拍摄。

Correia博士比较了 Aries 16和EMCCD图像的信号强度剖面数据。图3显示，Aries 16探测到了250DN左右的有效信号(峰值信号450减背景强度200DN)，和40DN左右的背景变化，信号反差比为250/40=6.2。相比之下，EMCCD探测到300DN左右的有效信号(峰值信号850DN减背景强度550DN)，和60DN左右的背景变化，信号反差比为300/60=5。这和信噪比数据分析结果类似，与理论分析相符。从整体成像表现来看，Aries 16的灵敏度在该成像条件下，优于EMCCD。

Aries 16与传统的6.5μm sCMOS相机比较，也有非常明显的优势。虽然利用Binning也能增加像素大小，但这同时也会带来更高的读出噪声。例如，在高动态范围模式下，合并像素后，6.5μm sCMOS相机原有的1.6 e-读出噪声会增加到3.2 e-；鑫图Aries 16可以不用使用Binning像素合并功能，读出噪声仅有0.9 e-，这***优势在极弱光成像条件下，例如在单分子成像应用中，是非常关键的突破。