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挑战背景
活体成像中最大的挑战之一是克服光漂白和光毒性。过度的光照暴露可能导致细胞损伤，进而可能导致实验数据错误，并得出错误的结论。从单个细胞到较厚的生物体，所有进行活体成像实验的样本都会受到所用激光照射的影响。过度光照还会影响诸如细胞内动态等基本过程，而已知其他过程如细胞分裂或囊泡运输（等）会受到成像光的严重影响。
光漂白是指荧光发射分子在照射后发生化学变化，从而不可逆转地失去荧光。光漂白是由高强度照射和/或长时间光照引起的。与光漂白有关的细胞过程也与光毒性有关。
光毒性是指在高激光功率照射或长时间曝光下，被成像的生物体/细胞受到损伤的过程。光毒性可能导致细胞膜破裂、空泡形成甚至细胞死亡。光毒性和光损伤显然会对细胞存活和数据质量产生负面影响。
技术解决方案
基于相机的共聚焦系统可以是活体成像的更好解决方案，因为它可以在不因光漂白或光毒性而损害细胞活性的情况下进行成像。多点扫描共聚焦技术的新发展使得能够以极低的光照进行超快速活体成像。配备背照式传感器和高量子效率的新型探测器，能够捕捉到更微弱的荧光分子发射。超快速相机控制的快门可实现对曝光时间的精确控制，将样本照明减少到最低。在活细胞成像应用中使用更长波长（近红外区域）将减少照射到样本的能量，从而提高细胞活性。
Andor活细胞成像研究解决方案
Andor强烈推荐配备iXon Ultra 888背照式EMCCD或ZL41 Cell sCMOS相机的Dragonfly共聚焦系统。Dragonfly上的微转盘可以同时扫描数千个微束，从而减少光漂白和光毒性。与点扫描共聚焦探测器相比，Andor相机中使用的EMCCD和sCMOS探测器在Dragonfly中的灵敏度提高了3到5倍；使用Dragonfly成像时，根本无需使用高激光功率。
Andor的Borealis专利完美照明传输系统，允许使用宽广的光谱范围（从400-800nm），为研究人员提供了更广泛的荧光探针选择优势，并能够使用近红外（NIR）范围内的探针。使用Andor设备获取最高质量的图像后，需要进行数据分析和可视化工具。Imaris提供了一整套完整的分析解决方案，适应生命科学所有领域的需求，包括3D分析、可视化、分割和渲染工具。
| 关键需求 | 活体成像解决方案：Dragonfly和Andor高量子效率（High QE）相机 |
| 在获取高质量数据的同时降低样本的光强度 | 双转盘配置允许同时扫描数千个微束，最大限度地减少光损失。双转盘与高QE探测器的结合，构成了一个能够高速运行同时保持高效光捕获的系统。 结果1 - 提高信噪比（SNR）。 结果2 - 降低激发强度和曝光时间。 结果3 - 减少光漂白和光毒性。 |
| 减少曝光时间，以最小化光毒性和光漂白 | 主动屏蔽技术允许激光照明与相机曝光精确同步。 结果1 - 将样本曝光时间降至最低。 结果2 - 减少光漂白和光毒性。 |
| 使用近红外波长进行成像，以较低能量辐射获取图像 | Dragonfly使用多模光纤系统：Borealis。该光纤系统与Dragonfly光学元件相结合，允许非常宽广的激发和检测范围，分别为400-800nm和425-850nm。 结果 - 可以使用近红外激发进行活体成像，减少对样本的高能量辐射，提高细胞活性。 |
| 在保持良好数据质量的同时检测微弱信号 | 与Dragonfly一起使用的EMCCD和sCMOS探测器（相机）比点扫描共聚焦探测器的灵敏度高出3到5倍，量子效率高达95%。 结果1 - 可以使用较低的激光功率进行成像。 结果2 - 缩短图像的曝光时间。结果3 - 提高样本的活性。 |
| 可视化和分析数据 | Imaris提供了一套完整的分析解决方案，适用于生命科学的所有领域。Imaris for Tracking，提供的工具可用于自动分析移动对象，创建谱系树图，并根据活体成像数据生成定量信息。 结果1 - 使用Dragonfly和Andor相机获取的高质量数据可以轻松量化、分析和进行3D渲染。 结果2 - 可以创建高质量的动画展示效果。 |
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