德国拜罗伊特大学 Matthias Weiss 教授和 Ivana Jeremic 博士研究物理学和生物学界面上的挑战性问题，专注于理解生物体的自组织过程。Weiss 教授向我们介绍说：“我们已经搭建了一套新型光片显微成像系统，用于大样本内的动态过程成像。Ivana 的项目专注于转基因线虫秀丽隐杆线虫的胚胎发生，直到原肠胚形成。早期的秀丽隐杆线虫胚胎在自组织方面似乎处于自动驾驶状态，我们已经成功地监测了驱动细胞位置直到原肠胚形成的机械线索。有了这些数据，我们甚至能够通过计算模型预测细胞的位置和迁移路径。”Weiss 教授和团队正在使用倒置 SPIM（iSPIM）光片成像系统观察秀丽隐杆线虫样本在整个发育过程中的细胞行为。

图1 使用 Kinetix sCMOS 采集的双细胞状态下秀丽隐杆线虫胚胎的 3D 堆栈图像。高强度区域代表在细胞分裂过程中施加手性力的肌动球蛋白皮质。图像上的数字表示堆栈中的 z 位置。

虽然光片显微镜非常适合在相对较低的照明水平下对大样本进行成像，但照明光片本身需要微调以获得最佳结果。Weiss 教授说：“我们想要一个足够长和薄的照明光片，这样我们就可以得到蠕虫胚胎的完整体积，直径约为 50μm。漂白是另一个挑战，过多的光线会毒害胚胎。如果我们使用激光共聚焦扫描之类的方式，胚胎永远不会超过四细胞阶段并且会死亡。所以低激光照明的光片是理想的，这样我们甚至可以观察到细胞孵化。样本中的一些荧光蛋白结构在胚胎发育过程中会改变它们的表达，因此我们需要在不改变相机模式的情况下捕捉从低到高不同强度的信号，所以我们需要高动态范围。”相机除了具有高动态范围、高灵敏度外，该项目还需具有大传感器和小像素尺寸等特点，以便在更大的视场中获得高分辨率。

Kinetix 背照式 sCMOS 相机 是此应用的理想解决方案。其将 6.5×6.5μm 像素尺寸、对角线 ~29mm 巨大传感器、1000 万像素阵列（3200×3200）完美结合在一起，即使在较低的放大倍率下，也能在整个秀丽隐杆线虫胚胎中实现高分辨率。之前，Weiss 教授可以在大约 5s 内拍摄 50 张蠕虫胚胎的体积图像，但由于 Kinetix 提高了信噪比，可以在更短的曝光时间下，以更快的速度成像，能够观察到样品中更快速的特征。同时，Kinetix 的量子效率更高，可以调低激光强度，使样品更多地保持在原始状态。Weiss 教授说：“Kinetix 的信噪比和速度给我们留下了深刻的印象！。”

（文章来源于Teledyne Photometrics）