图1.一系列灰度图像的蒙太奇，描绘了以高时间分辨率和空间分辨率解析出的缓慢传播的钙波使用Photometrics Prime BSI。在受体激动剂作用后，细胞突起处开始出现钙离子内流(黄色箭头所示)，随后是一波扩散的波，波及所有细胞质区域。细胞用Fluo-8染色，并在455 nm处使用Omicron LED HUB激发。通过后续的免疫细胞化学共聚焦成像，将受体分布与钙波起始时的状态进行比较。
背景
Fischer 博士的研究聚焦于伤害感受(即神经系统对有害或潜在有害刺激的反应)，重点关注外周神经系统。他特别关注瞬时受体电位(TRP)通道的作用，这些通道在感知疼痛中扮演着重要角色。
通常，费舍尔实验室的成像实验涉及在培养的原代神经元或细胞系中使用荧光指示剂。钙离子(Ca2+)和电压传感器被用作自发和诱导信号转导的活动读数——传感器可以是比率型或非比率型的。
挑战
该团队进行的一项典型实验利用化学信号诱导产生沿细胞突起传播的钙离子波动2+波浪会扩散至整个细胞。根据其传播速度，这需要极高的采样率。高速图像采集以及结构与功能的相关性分析，是该实验室面临的重要成像挑战。
对于传统的成像技术，观察这些Ca2+波需要权衡获取有意义动力学数据所需的采集速度与实现大幅输出所需的低倍率。在使用Fura-2等比率传感器获取精确的Ca2+浓度时，这一点尤为重要，因为这些传感器需要在两个激发波长之间切换。
在理想情况下，Ca2+信号需要以接近1000帧每秒(fps)的速度进行成像，而通过软件方案触发可能太慢，无法达到这一速度。
TTL输出对其他设备的直接控制，使得无需单独的实时控制器即可实现由相机触发的可靠高速测量。高灵敏度与利用该灵敏度进行快速测量的能力相结合，变得非常实用。——迈克尔·J·M·费舍尔，博士
解决方案
该Prime BSI使Fischer实验室能够以史无前例的速度、准确度和精度，对神经突起中Ca2+波的进展进行成像。
使用Photometrics Prime相机上实现的SMART(实时序列多重采集)流式功能，即使是比率型Fura-2成像也能实现高达460 fps的有效速度(>920 fps，交替340/380 nm激发)。
SMART流模式允许相机直接硬件触发多达4个独立的激发通道，每个通道均可单独调节曝光时间和强度。
在这种速度下成像时，每一个光子都至关重要。Prime BSI 拥有 95% 的量子效率和极低的读取噪声，能够产生具有极佳信噪比和极高动态范围的结果，这使得该相机成为费舍尔实验室应用的完美比赛。
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