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单分子检测是一项重要技术，能为传统 “批量” 成像方法无法揭示的细胞机制提供额外见解。它还作为超分辨率成像的基础，用于提高细胞内成分的分辨率，研究蛋白质与膜的相互作用和动力学，以及单分子荧光原位杂交（FISH）。
多年来，牛津仪器ANDOR 的 iXon EMCCD 相机一直是生物物理实验室检测领域的黄金标准。经过改进和完善，最新的 iXon EMCCD 相机仍然被证明是在需要最关键测量时最灵敏的探测器技术。
单分子研究在许多科学领域被广泛应用，以了解单个生物分子，这在传统的集合成像实验中是无法实现的：
| 全内反射荧光显微技术（TIRF） | FRET | 单分子定位超分辨成像 | 荧光相关光谱法（FCS） | |
| 典型应用 | ✅ 蛋白质-膜相互作用的实时成像分析 ✅ 膜运输动力学 ✅ 囊泡和内体 ✅ 胞吞和胞吐 ✅ 单个蛋白质的运输 |
✅ 蛋白质间相互作用 ✅ 共定位研究 ✅ 蛋白质结构分析 ✅ 蛋白质动力学 |
✅ 解析细胞内结构 ✅ 组织中分子的空间分布 ✅ 单分子荧光原位杂交 (FISH) ✅ 多重原位成像 ✅ 转录组学 |
✅ 测定扩散速率 ✅ 研究结合和解离速率 ✅ 检测蛋白质构象变化 ✅ 测量细胞质和细胞区室中的浓度 |
| 技术概述 | 全内反射荧光（TIRF）显微镜利用隐失波的光学特性，在有限的深度范围内提供高分辨率图像。它适用于研究细胞膜边界处许多重要且动态的过程。 了解更多关于 TIRF 的信息。 |
荧光共振能量转移（FRET）能够精确测定两个荧光团之间的接近程度。因此，它被用于推断FRET标记的生物分子之间的距离和相互作用关系。 了解更多关于 FRET 的信息。 |
荧光团发射的定位是许多超分辨率方法的基础，例如 STORM、PALM 和 DNA-PAINT。这些技术用于解析低于传统分辨率极限的细胞内结构，并提供组织内标记生物分子的空间信息。 了解更多关于 转录组学 或 超分辨率 的信息。 |
荧光相关光谱法 (FCS) 与其他技术不同之处在于，它是一种基于荧光光谱的技术，能够提供单分子水平的时间信息。荧光波动可用于确定反应速率和扩散速率的信息。 了解更多关于 FCS 的信息。 |
EMCCD 和背照式 sCMOS 相机广泛适用于单分子检测的主要技术 —— 例如共聚焦、TIRF、FRET 或基于单分子定位的超分辨率。这些技术各有优势 —— 那么哪种最适合呢？以下指南根据各种实验要求对不同相机型号进行了比较
| 背照式EMCCD摄像机 | 背照式sCMOS相机 | |||
| 应用需求 | iXon Life/ Ultra 888 | iXon Life/ Ultra 897 | Sona 4.2B-6 | Sona 4.2B-11 |
| 捕获弱信号的能力 |  |
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| 高传感器分辨率1 |  |
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| 成像视野 | |
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| 高速成像2 | |
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| 高动态范围 | |
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| 长时间曝光适用性3 | |
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| 高定量准确性 | |
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| 概括 | 当需要在最大视野范围内实现极致灵敏度时。 | 当需要极致的灵敏度而宽广的视野并非首要考虑因素时。 | 高度灵活的成像解决方案提供宽广的视野和最高的传输速度，以实现更高的信号强度。 | 为了在高信号强度下保持高灵敏度和视野的平衡。 |
1光学显微镜的有效成像分辨率由显微镜物镜（分辨率 =λ/2NA）和所使用的成像技术决定。在较低的物镜放大倍数下，较小的像素尺寸将达到或超过奈奎斯特采样，可能有助于基于定位的实验、超分辨率或去卷积。
2EMCCD 相机可以通过将传感器裁剪到更小的视野来实现更高的帧率。尽管理论上 sCMOS 速度更快，但只有在每次曝光期间信号水平合适时才能实现高速。
3sCMOS 相机最适合短曝光。由于极低的暗电流，EMCCD 相机可用于长达数分钟的长时间曝光。Ultra 型号还受益于具有传统 CCD 模式。
仍不确定选择哪种相机，请联系我们的应用专家。
Dragonfly 是一个多模态共聚焦系统。它自然受益于 牛津仪器ANDOR的 EMCCD 和 sCMOS 技术，配备电动光学变焦，该系统提供行业领先的信噪比和图像保真度。从单分子到活细胞共聚焦、TIRF 到整个胚胎和厚组织成像的各种应用都受益于该系统的速度和灵敏度。Dragonfly 提供实时可视化以快速评估样本，并通过 ClearView-GPU™去卷积最大化分辨率和成像采集效率。
请查看学习中心提供的部分单分子成像网络研讨会和技术文章。
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