Retiga ELECTRO 电生理

电生理学是一种研究细胞电学活性功能的方法。它广泛应用于临床应用（如脑电图 EEG）和研究应用（如单离子通道监测）。大量关于神经元及其网络生理学和电活动的研究在细胞水平上进行，掌握常见的显微镜技术至关重要。

电生理学是一种研究细胞电学活性功能的方法。它广泛应用于临床应用（如脑电图 EEG）和研究应用（如单离子通道监测）。大量关于神经元及其网络生理学和电活动的研究在细胞水平上进行，掌握常见的显微镜技术至关重要。

利用光学显微镜可视化并捕获组织内精细结构图像的能力，使研究人员能够揭示细胞如何工作的奥秘，并开展进一步的实验技术。其中多种技术对于研究神经元及相关细胞类型的功能极为有用，例如体外膜片钳电生理学，其目标是通过在玻璃微电极与细胞膜之间建立牢固的密封来研究细胞的离子通道活动。

在神经科学中，多光子显微镜等先进成像方法促进了对脑组织深处结构的可视化，并具有极高的时空分辨率。进一步的进展还实现了对某些细胞功能的全光学探测。

这些应用要求用户对系统的每个组件具有深入了解和控制。为电生理学选择相机对于正确的样本定位和数据采集至关重要。我们 QImaging CCD 产品线的 Retiga ELECTRO 为电生理学家提供了应对其他相机常见成像挑战的理想解决方案。

许多电生理学应用需要将电极插入细胞或组织，但细胞往往难以与电极的精细微电极尖端区分。微分干涉对比（DIC）显微镜以及其他对比方法（如相差）被广泛用于增强样本边缘与微电极之间的对比度。然而，微电极尖端必须精确放置于样本内部或刚好位于样本表面，才能实现正确的数据采集。因此，相机必须具有高灵敏度并能够进行高对比度成像。

相机还必须能够在刺激过程中记录样本活动。电生理学中使用的许多染料由于在其荧光团发射波长处量子效率较低而难以可视化。因此，还需要一台在整个可见波长范围内具有高量子效率的相机。

细胞对电刺激或膜电位变化的响应活动可能极快，尤其是在钙成像领域。必须仔细选择具有足够帧率以捕获这些高速事件的相机。选择全画幅下具有高最大帧率的相机，可确保捕获最多的数据点，同时通过保持大视场来提高通量。

电生理学应用通常需要最小的电子噪声和振动以获取高质量数据。电生理学家需要对数据中的噪声进行严格控制，因此相机的选择不仅取决于灵敏度和速度，还取决于其向系统引入尽可能少噪声的能力。

Retiga ELECTRO 专为应对电生理学的独特挑战而设计，具有高灵敏度、低噪声和无振动特性。

Table 1: Featured specifications of the Retiga ELECTRO.

Retiga ELECTRO 是任何电生理学装置的理想成像解决方案。它经过精心周到的设计，提供满足电生理学家需求的卓越性能。它提供高对比度成像细胞和组织所需的出色灵敏度和噪声规格，使微电极与细胞膜和组织的接触操作显著更容易执行。一旦玻璃微电极与样本之间建立接触，Retiga ELECTRO 即可在整个可见波长范围内提供高效的光电转换以捕获动态过程。

Retiga ELECTRO 采用 Intelligent Quantification，提供先进的实时 FPGA 算法以提供更好的图像质量。

热像素是传感器上反复具有比大多数像素更高背景的像素，这是一个问题，因为它们可能对这些像素报告的信号给出错误读数。这发生在所有 CCD 相机上，因此我们发明了 Defective Pixel Correction，可在不牺牲速度的情况下校正热像素以提高长曝光的信噪比。热像素和暗像素的阈值在制造期间确定，其位置存储在相机中。启用 Defective Pixel Correction 时，每个缺陷位置的信号将被紧邻缺陷前后像素的平均值替换。

Retiga ELECTRO 可在全画幅下以 22 帧每秒（fps）捕获图像，为电生理学实验提供高采集速率。为适应需要更高帧率的用户，可用的 binning 选项和较小的感兴趣区域可实现更高的帧率以捕获细胞活动的动态过程。

Table 2: Frame rate specifications of the Retina ELECTRO

Retiga ELECTRO 具有 11 mm 视场，允许在一帧中捕获多个事件。在 1360 x 1024 有效像素阵列上拥有 140 万像素，电生理学家将获得良好的视场，同时仍能利用 6.45 µm 像素提供的高分辨率。拥有这一可用视场，可在场电位应用中呈现更多可兴奋细胞，并在使用适当物镜时允许成像整个生长的组织。此外，相机的多种 binning 选项允许在有效阵列中最大化每像素的光子收集，同时保持高质量图像。

Retiga ELECTRO 的最大量子效率（QE）为 75%，从而实现光子到电子的高效转换。除了在 600 nm 处的高 QE 外，Retiga ELECTRO 在其他常用波长处也保持高 QE。许多用于电生理学应用的相机难以检测发射谱位于可见电磁波谱边缘的荧光团，如 Hoechst 或 Fura Red。Retiga ELECTRO 在两者上均保持高 QE。

Table 3: QE specifications of the Retiga ELECTRO. *QE supplied by the sensor manufacturers.

Retiga ELECTRO 具有极低的暗电流 0.036 e-/p/s，因此长凝视应用不会像其他 CCD 相机那样在图像质量上受损。可用曝光时间长达 5 s，在低光电子计数下图像质量不会因暗电流而受损。

Retiga ELECTRO 上的嵌入式图像处理算法允许用户校正像素响应变化。

典型的 CCD 相机使用风扇冷却，可能向系统引入振动，在膜片钳等技术中可能尤其成问题。Retiga ELECTRO 通过使用无风扇热电冷却系统将传感器冷却至 0°C 来保持低暗电流。结果是一台不向系统引入额外振动的相机，意味着膜片钳或其他电生理学实验不再需要补偿这种额外噪声。除减少振动噪声外，ELECTRO 还包含安装螺钉，可使用 1/4"-20 螺纹将相机螺栓固定到现有接地板上。

通过晶体管-晶体管逻辑（TTL）信号进行硬件同步，允许与现有硬件无缝触发相机。将相机与电脉冲施加同步，可允许在触发的同时进行图像采集。研究人员可使用一个触发器开始采集一系列图像（Trigger First Mode），每次收到触发器时采集一帧（Strobe Mode），或让相机在触发信号持续期间曝光（Bulb Mode）。

在装置内接地相机对于减少电气系统中静电积聚至关重要。Retiga ELECTRO 包含实现此目的的接地引脚。

优秀的相机值得优秀的采集软件，因此用户友好的成像软件包 Ocular 随 Retiga ELECTRO 标准提供。Ocular 允许用户轻松捕获图像和影片，并执行许多其他图像处理功能，如颜色通道合并、调整图像内的颜色通道以及添加标记条。

Retiga ELECTRO 是电生理学的最佳相机选择，因为它克服了电生理学系统成像中呈现的许多成像挑战。研究人员将能够利用相机在整个可见波长范围内（包括通常难以采样的谱系边缘区域）的高量子效率，将高比例的光子转化为电子。相机的无风扇温度调节系统不会向电生理学装置引入振动噪声，减少系统中额外振动补偿的需求。Intelligent Quantification 和 Defective Pixel Correction 有助于在不牺牲图像采集速度的情况下改善长曝光的信噪比。内置接地引脚允许安全的电气接地，安装螺钉提供固定相机的简便位置以最小化振动。这些因素，加上 Photometrics 所期望的高质量服务，使 Retiga ELECTRO 成为任何电生理学系统的自然补充。

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