Andor新Sona显微镜sCMOS相机平台的每一个方面都是从头开始设计的，以优化性能，从已选择集成的传感器中获得最佳性能。
在过去的几年里，背光sCMOS传感器的兴趣一直在稳步增长，主要是因为它们提供了同类中最好的量子效率(QE)性能。因此，将这些传感器与其他关键领域的最佳性能相结合是一个合理的步骤。
如果你已经决定购买背光sCMOS相机，这篇文章为Andor Sona型号提供了7个关键原因，为什么它们应该是你背光sCMOS的选择。
最灵敏的背光sCMOS可用
Sona 4.2B-11和Sona 2.0B-11背光sCMOS型号都拥有95%的量子效率(QE)，具有市场领先的真空系统，可冷却至-45°C。GPixel背光sCMOS传感器的暗电流相对于Zyla和Neo sCMOS相机使用的BAE/Fairchild Imaging sCMOS传感器较高。这增加了深度冷却传感器的需要，以保持噪音最低，尽可能低，即最大限度地降低摄像机检测限制。
凭借其独特的真空设计，Sona使用热电元件冷却至-25°C，仅使用内部风扇散热。为了进一步降低温度，Sona可以使用辅助冷却降低到极具竞争力的-45°C！
最敏感的黑色背景sCMOS相机在荧光显微镜中具有许多优点：
- 降低激光照射强度-在整个研究过程中保持细胞存活(即抑制光毒性作用)，并限制染料光漂白
- 降低荧光团浓度-在活体标本中保持准确的生理学
- 较短的曝光时间-遵循更快的流程
- 使用TIRF和共焦低光模式获得更好的信噪比——使用拒绝离焦光子的技术获得更好的图像清晰度。
图1所示。Sona背照式sCMOS型号的空气（风扇）冷却和液体冷却性能，与最接近的竞争性背照式sCMOS相机类型相比。
最大视野:Sona 4.2B-11
与其他同样使用GPixel GS400 BSI传感器类型的背光传感器相比，Sona 4.2B-11型号提供了最大的视场解决方案。Sona 4.2B-11是本地f安装的，下面将其与类似型号的“竞争对手a”进行对比，后者使用了相同的传感器，但像素格式被削减到了1608 x 1608。
这款相机通过裁剪传感器来避免传感器边缘的发光问题。然而，Sona 4.2B-11使用了一种独特的反辉光技术方法，允许整个本地2048 x 2048阵列被利用。Sona 4.2B-11提供了62%的视野优势，如图2所示。
背光sCMOS相机具有尽可能高的视场是一系列研究的关键，包括:
- 发育生物学-捕获完整的胚胎，例如斑马鱼
- 高含量筛选-捕获更大范围的细胞，增加信息含量
- 组织培养-减少缝合，最大限度地提高产量
- 类器官-解开细胞连接
- 基因编辑-筛选大细胞培养中其基因组已成功编辑的细胞
图2。“F-mount竞争解决方案”- Sona 4.2B-11和竞争对手Fmount相机的视场对比，使用相同的GS400B背光sCMOS传感器，但限制为1608 x 1608最大分辨率。使用尼康Ti2相机拍摄，配有60倍物镜和集成1.5倍摄像管镜头。Sona 4.2B-11增加了62%的活跃像素，并提供了一个引人注目的视野解决方案。
增强安装灵活性:一个摄像头，多端口
2.0 Sona b-11
Sona 2.0B-11是本地c安装，可以与各种显微镜c安装端口直径，高达22毫米。该型号的1400 x 1400全阵列尺寸适合现代的22毫米c安装端口，并充分利用这种普通安装类型的可用视野。如果较小的显微镜端口尺寸仅是可用的，则还有其他预配置的、集中定位的roi可用。
表1。C-Mount Sona 2.0B-11模型的预配置roi，与相应的优化后的显微镜端口直径/场数显示在一起。
使用较小端口的另一个选项是和或放大耦合器单元。这是一个免费的耦合器，可以方便地连接到端口，利用完整的1400 x 1400阵列尺寸，并将显微镜上的图像扩展到更大的传感器区域。2x耦合器还可以利用60倍物镜实现奈奎斯特分辨率，从而进一步优化采样视野。
4.2 Sona b-11
Sona 4.2B-11具有优越的灵活性，可以与所有端口一起使用。通过将32mm的全阵列与尼康Ti2 F-mount和内置1.5x管镜头耦合，获得了无与伦比的样品视场和卓越的均匀性
该系统还可以使用Andor放大耦合器单元，用于访问各种现代研究荧光显微镜和相应的端口，在Sona 4.2B-11的大传感器区域上获得额外的2倍放大倍数。由于图像被放大2倍到一个32毫米直径的传感器区域，放大耦合器单元可以用于任何端口，提供16毫米或更大的图像输出;这适用于绝大多数可用端口。
最后，虽然Sona 4.2B-11预装为F-mount系统，但摄像机可以很容易地转换为C-mount或T-mount，使用的配件可以与平台同时订购。
需要注意的是Andor放大耦合器单元是t型安装在相机附件端，这使得有必要将相机转换为t型安装，然后才能一起使用。这带来的一个好处是，两者之间的接口将是完全光密-光泄漏有时与f安装侧端口使用有关。
图3。与或放大耦合器单元（可与Sona型号订购）
卓越的品质和寿命-紫外线
真空技术为该系统提供了两个主要优势。在最大限度地减少噪音的同时，安铎的真空传感器外壳也提供了不可忽视的寿命优势。
原因一:传感器保护
在没有保护的情况下，背照式硅传感器容易受到湿气、碳氢化合物和其他气体污染物的攻击，从而导致性能稳步下降，包括QE下降。超真空TM是Andor专有的真空外壳技术，最大限度地减少了气体排放，为传感器提供了最好的保护水平。
原因2:无需重新填充传感器框
在没有真空外壳的情况下，摄像机必须使用一种称为回填的方法，即用干燥气体冲洗传感器外壳，以去除污染物，然后将污染物保持为干燥气体的正压，仅通过O形密封圈与外部大气分离。
由于这些密封件并非完全不能被大气中的水和气体穿透，随着时间的推移，它们将进入传感器外壳并危及系统。这就导致了冷却能力的丧失，而且传感器上经常会有水分凝结，这就需要将整个相机送回工厂进行维修、重新填充和重新密封，而且通常是在保修期之外。通过使用密封的真空密封，紫外线TM系统防止任何和所有气体从外部环境进入，与绝大多数摄像机永远不会失去任何冷却性能。
Sona是唯一的背光sCMOS相机，具有真空传感器外壳的优势。安多尔在真空传感器技术方面有超过25年的专业经验，他们将其视为核心技术优势之一，在真空完整性和相关相机寿命方面有着出色的记录。
高定量准确性
Sona 4.2B和Sona 2.0B都支持扩展动态范围功能，跨越16位数据范围。利用创新的“双放大器”传感器架构，可以同时访问最大像素井深和最低噪声，允许在一个瞬间对极弱和相对明亮的信号区域进行量化。这一特征对于精确地可视化和量化那些既有弱区域又有亮区域的样本(例如神经元)非常有效。
Andor已经实现了增强的头部智能，以达到最佳的级量化精度，提供>99.7%的线性。
许多应用程序只需要结构细节上的精确定量信息；任何强度与数量或浓度相关的测量都将受益于良好的线性。这可以参考单波长和双波长染料的生理参数，如钙、pH、cAMP等。
用融合蛋白进行基因表达分析需要极好的定量准确性，其强度与浓度直接相关。FRET分析还使用了强度与浓度的关系(通过螯合，如钙调素)以及距离或纳米尺度上的共定位。定位超分辨率显微镜也会受到低线性度的负面影响，因为高斯拟合可能变得歪斜。
速度模式
Sona 4.2B和Sona 2.0B都提供了快速的帧率能力，使其完美地跟踪动态细胞过程，如离子信号、细胞运动和血液流动，并消除图像涂片。如果需要进一步提高帧率，可以使用感兴趣区域(Region of Interest, ROI)和12位读出模式。
对于那些需要速度超过范围的应用，Sona 4.2B和Sona 2.0B的架构都提供了16位和12位模式。以宽动态范围为代价，选择12位将使帧率加快2倍，这对于使用旋转磁盘共焦或TIRF等微光模式的快速成像过程非常有用。
表2。并非所有使用GS400传感器的商用相机都提供这种提高速度的能力。这里展示的是Sona 4.2B-11的最高帧率与一款使用GS400传感器的具有竞争力的相机，后者不提供这种12位高速模式。
最大限度地提高速度黑色背景sCMOS相机在一系列研究中扩展能力，包括:
- 离子信号-以最大的时间动态跟踪快速钙波传播和钙火花，并通过使用ROI进一步加速。对于拉长的平滑肌细胞，可以使用矩形ROI（最大为传感器的全宽），而不影响速度。
- 细胞运动性-速度能力是跟踪细胞运动的关键，例如精子细胞动力学。
- 细胞内运输-快速帧率可能是重要的跟踪细胞内运输动态，包括膜动力学。
- 血液流动-增加速度是至关重要的，也许是最具挑战性的应用之一。
- 定位超分辨率——背光源sCMOS在定位超分辨率方面越来越受欢迎，因为较高的定量分辨率可以产生更高的信噪比，从而获得更好的定位精度。然而，对于单个超分辨率输出图像，许多原始图像必须快速获得:提高速度是至关重要的，特别是如果活细胞的超分辨率是真正的目标。
增强灵活性
Sona平台的设计符合现代研究环境带来的要求和挑战，其摄像机具有固有的灵活性，可以在一系列设置和实验配置中进行调整。Sona平台具有以下灵活性：
- 空气和液体冷却–Sona的液体冷却操作不仅可以在极低光照条件下最大限度地提高灵敏度，在风扇辅助冷却的基础上使用Sona也有利于振动特别敏感的实验，如电生理实验或组合光学/原子力显微镜设置。
- 16位和12位模式- 16位模式具有高动态范围模式，非常适合具有微弱和明亮信号区域的成像样品。12位Fast Speed模式可以使用任何选定的ROI大小来增加2倍的可用帧率，对于适应需要极好的时间分辨率的低光实验，如离子信号或血流成像。
- 适应多个端口或目标-如前所述，Sona 4.2B-11和Sona 2.0-11模型都可以很容易地适应使用各种显微镜，具有不同的端口大小和耦合附件(如F, C和t安装)。这使得摄像机可以很容易地通过多个实验设置进行交换。此外，使用Andor放大耦合器单元可以最大化样品上的视场，以适应11µm像素传感器，以降低放大倍率目标。
- 灵活的像素分类- Sona模型具有摄像头灵活的像素分类功能，用户可定义为1像素粒度。当分辨率可以被牺牲而有利于提高每像素的光子收集面积时，增强的箱型灵活性是有用的，例如极低的光生物发光实验。
- 时间戳——Sona平台可以以25纳秒的精确度对图像进行时间戳。准确的时间戳是至关重要的，因为帧时间的精确知识会影响时间动态分析，对于需要考虑计算机和接口延迟的快速事件尤其重要。包括信号级联、囊泡运输、脂质动力学、突触重建、利用光遗传学和光生理学的动作电位研究。时间戳对FRAP分析也很有用，有助于估计扩散速率。
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