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荧光显微成像系统中相机组件的选择
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时间:2013-11-08 17:06:40

 

        显微成像系统的出现,让我们终于走进了原本神秘而陌生的微观世界,让我们得以更加清晰的了解我们所生活的空间,了解我们自己。随着时代的进步,科学技术水平的不断提高,显微成像系统也在不断地向着多元化、智能化方向发展。荧光显微成像技术是近年来发展起来的一项新技术,与普通显微成像系统以普通照明为光源相比,荧光显微成像系统是利用一定波长的光激发检测目标体内荧光物质使之发光,目前多见于活体生物体内成像应用。

        荧光显微成像系统由光源、滤色镜系统、相机、落射光装置等组件组成,其中,目前较为常用的光源主要为200W的超高压汞灯,由我国研制的具有体积小、重量轻、简易轻便、易于携带等特点的高色温溴钨荧光光源也有着非常广泛的应用。滤色镜系统由激发滤板和压制滤板两部分组成,根据光源和荧光色素的特点,分别有三种不同波长范围的选择。而相机目前多采用的是科学级CCD相机,那么,为什么我们平时所使用的普通相机无法满足荧光显微成像应用需求呢?

        其一,普通数码相机所具有的一般都是不可拆卸的伸缩镜头,在进行显微成像的过程中,镜头会不停地伸缩来寻找焦点,这就造成了相机难以快速对焦的弱点。而科学级CCD相机不仅具有极短的快门时间,而且有着极高的信号传输与处理速度,更能满足荧光显微成像的应用需求。

        其二,由于普通数码相机伸缩镜头的光路设计是按照宏观景物成像方式设计的,因此,在显微光路通过宏观镜头时,就会产生像场畸变,影响最终成像质量,进而造成误判等情况的发生。而科学级CCD相机具有相对较高的灵敏度、动态范围以及分辨率,可以准确快速的进行信号的全面捕捉,而且不会存在任何畸变,可以清晰的进行成像。

        其三,普通数码相机相对较为适合拍摄亮场景物,而对夜景和暗视野的拍摄,由于所需要的曝光时间相对较长,这样信噪比就大打折扣了,根本无法很好地拍摄到弱光物体。而科学级CCD相机采用制冷技术,有效的抑制了因曝光时间延长而导致的暗电流噪声,有效的保障了高信噪比参数。因此,科学级相机更适合应用于暗场拍摄。例如一直致力于为生命科学、安全和国防应用领域设计科学相机的德国XIMEA公司,其生产的CCD相机使用珀耳帖制冷传感器,具有XIMEA专有超低噪声读出架构,可提供清晰的14位图像,并与绝大多数的图像处理库兼容,XIMEA相机可应用于生命和材料科学的所有分支学科。

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