背照式顯微相機原理及應用

在生物醫學研究的微觀世界里，觀察細胞和組織的精細結構對于理解生命過程至關重要。背照式顯微相機作為一種高精度的成像工具，已經成為現代科研中不可或缺的角色。它以其卓越的靈敏度、快速的成像速度和出色的信噪比，為科學家們提供了一個觀察和記錄生物樣本動態行為的窗口。

01什么是背照式顯微相機？

在傳統的前照式CMOS傳感器中，光敏元件（像素）位于電路元件的后面，這意味著光線必須穿過電路層才能到達光敏元件，這限制了光的接收效率。而背照式CMOS傳感器的光敏元件位于電路的前面，這樣光線可以直接照射到光敏元件上，從而顯著提高了光的接收量和傳感器的量子效率。

背照式顯微相機具有極高的量子效率。通常具有高達95%的量子效率，這意味著它們能夠將更多的光子轉換成電子，從而提高成像的靈敏度。例如，廣州明美的背照式sCMOS相機MSH12-BI在波長560nm處量子效率達到了95%。這意味著即使是最微弱的熒光信號也能被MSH12-BI清晰地捕捉到。非常適合熒光顯微鏡下的低光照條件，有助于減少激發功率，保護活細胞，并減少熒光染料的光漂白。當然，背照式顯微相機在低光照條件下工作時也可能受到噪聲的影響。而MSH12-BI通過半導體主動制冷的模式，將相機的讀出噪聲降至1.2e-，提供了更清晰的圖像。同時，背照式顯微相機具有高速成像能力。MSH12-BI提供了高達74fps的幀率，對于捕捉快速動態過程（如細胞遷移或神經沖動傳播）非常重要。背照式相機采用較大的像素尺寸，這有助于提高單個像素的光收集能力，進一步增強了相機的靈敏度。

02背照式顯微相機的應用

背照式顯微相機在科研領域尤其是生物醫學成像中發揮著重要作用。

1、細胞生物學：用于觀察細胞結構、動態和相互作用。

2、神經科學：用于監測神經元活動和大腦功能。

3、遺傳學：用于基因表達研究和蛋白質定位。

4、藥物篩選：用于高通量篩選實驗，評估藥物對細胞的影響。

5、病理學：用于疾病模型的研究和生物標志物的檢測。

03場景圖/實拍效果圖

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