概述
面向浮游植物与海洋生态研究的弱光荧光钙信号记录。
背景与研究场景
浮游植物在地球的碳和营养循环以及气候调节中起着至关重要的作用，但人们对浮游植物的了解相对较少。海洋生物协会的Brownlee小组研究活浮游植物中发生的各种过程，从大型生物种群之间的相互作用到单细胞内的过程。传统的显微镜和物镜无法以足够的分辨率研究足够大的细胞群体来辨别亚细胞细节。因此，该小组使用Mesolens系统，这是一个具有近0.5NA的4倍物镜，可以为5mm宽的视野提供非常详细的图像。Mesolens由斯特拉斯克莱德大学的布拉德·阿莫斯（ Brad Amos ）和盖尔·麦康奈尔（ Gail McConnell ）开发，使用精密制造的镜头来最大限度地减少大视场中的球面和色差。
技术挑战
该研究小组正在使用钙成像来研究大量表达R-GECO的硅藻和球石藻的动态行为，并需要保留亚细胞细节和结构。传统的CMOS相机没有利用Mesolens的视野和分辨率，因此以前使用移动阵列CCD -但是该相机无法达到钙成像所需的灵敏度和速度。
成像方案与成果
Photometrics IRIS 15 Scientific CMOS （ sCMOS ）相机具有25mm的视野和4.25 µm的像素，为大量细胞群的详细研究提供了独特的视野、分辨率、灵敏度和速度。南汉普顿大学海洋生物科学主席Brownlee教授说： “一张照片显示了我们大约有一千个细胞。”“我们可以在IRIS 15上拍摄曝光时间为200毫秒的可用图像。我们上一个相机中类似图像的最小曝光量超过一秒钟，然后相机需要两秒钟才能读出图像！”
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