一项基于高灵敏度sCMOS相机的光镊成像实验
光镊实验中微弱荧光下细胞的受力位移与形变被高灵敏度sCMOS相机捕获。
1. 实验背景
光镊技术利用高聚焦激光束产生梯度力实现对微小粒子的捕获和操控，是细胞生物学、纳米粒子操控、量子物理领域重要研究工具。光镊实验通常在微弱荧光信号下进行，需清晰识别细胞或粒子边界，故对成像设备的量子效率、噪声水平要求苛刻。
某实验室选用中科君达视界研发的千眼狼一款95% QE的Gloria 4.2 sCMOS相机，捕获光镊作用下细胞的位移及形变过程。
2. 实验简介
- 实验平台：光学平台+荧光显微镜
- 实验对象：厚层生物切片
- 成像设备：千眼狼Gloria 4.2 sCMOS相机，核心参数2048×2048，61 fps @USB3.1接口，配有RPC科学成像采集与分析软件
3. 实验数据
光镊实验以50 fps采集帧率捕捉细胞，并开启sCMOS相机的持久对比度，序列图像数据显示：
I. 细胞边缘锐利，细胞核结构清晰，细胞膜与背景层的灰度区分明显，表明sCMOS相机的95% QE高量子效率提升了信噪比，持久对比度显示增强了目标的可识别性。
II. sCMOS相机高帧率特点完整记录了细胞被光镊捕获、受光力拖曳过程，无拖影无抖动，满足对细胞操控与位置变化实时追踪的要求。
III. 图像序列中未出现明显的噪点积累，表明sCMOS相机具有良好的热稳定性。
图 20 ms~1200 ms光镊成像
4. 实验结论
本次光镊实验采用sCMOS相机实时追踪了光镊作用下细胞的位移及形变全过程，sCMOS相机高灵敏度、高信噪比、高帧率及热稳定性等特征适用于微弱光信号的长时间动态记录。