背照式显微相机的奥秘

摘要：在生物医学研究的微观世界里，观察细胞和组织的精细结构对于理解生命过程至关重要。背照式显微相机作为一种高精度的成像工具，已经成为现代科研中不可或缺的角色。它以其卓越的灵敏度、快速的成像速度和出色的信噪比，为科学家们提供了一个观察和记录生物样本动态行为的窗口。

在生物医学研究的微观世界里，观察细胞和组织的精细结构对于理解生命过程至关重要。背照式显微相机作为一种高精度的成像工具，已经成为现代科研中不可或缺的角色。它以其卓越的灵敏度、快速的成像速度和出色的信噪比，为科学家们提供了一个观察和记录生物样本动态行为的窗口。

01什么是背照式显微相机？

在传统的前照式CMOS传感器中，光敏元件（像素）位于电路元件的后面，这意味着光线必须穿过电路层才能到达光敏元件，这限制了光的接收效率。而背照式CMOS传感器的光敏元件位于电路的前面，这样光线可以直接照射到光敏元件上，从而显著提高了光的接收量和传感器的量子效率。

背照式显微相机具有极高的量子效率。通常具有高达95%的量子效率，这意味着它们能够将更多的光子转换成电子，从而提高成像的灵敏度。例如，广州明美的背照式sCMOS相机MSH12-BI在波长560nm处量子效率达到了95%。这意味着即使是最微弱的荧光信号也能被MSH12-BI清晰地捕捉到。非常适合荧光显微镜下的低光照条件，有助于减少激发功率，保护活细胞，并减少荧光染料的光漂白。当然，背照式显微相机在低光照条件下工作时也可能受到噪声的影响。而MSH12-BI通过半导体主动制冷的模式，将相机的读出噪声降至1.2e-，提供了更清晰的图像。同时，背照式显微相机具有高速成像能力。MSH12-BI提供了高达74fps的帧率，对于捕捉快速动态过程（如细胞迁移或神经冲动传播）非常重要。背照式相机采用较大的像素尺寸，这有助于提高单个像素的光收集能力，进一步增强了相机的灵敏度。