在要求嚴(yán)苛的腦科學(xué)研究領(lǐng)域，XIMEA 超小型USB3工業(yè)相機(jī) MU051MG-SY 憑借其搭載的索尼IMX568傳感器、2.74μm 低噪聲像素及高幀率性能，成功被應(yīng)用于新一代微型寬場(chǎng)顯微鏡 “MiniVolt” ，實(shí)現(xiàn)了在530Hz幀率下對(duì)清醒小鼠神經(jīng)元電壓信號(hào)的實(shí)時(shí)捕獲。這不僅驗(yàn)證了XIMEA相機(jī)在高速科研成像中的卓越可靠性，也為神經(jīng)科學(xué)研究提供了新的可能性。

突破成像瓶頸：從鈣成像到電壓成像的跨越

在神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域，觀測(cè)自由活動(dòng)動(dòng)物的神經(jīng)元放電是理解大腦計(jì)算基礎(chǔ)的關(guān)鍵。加州大學(xué)博爾德分校及安舒茨醫(yī)學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)在近期發(fā)表的論文 Miniaturized widefield microscope for highspeed in vivo voltage imaging 中指出，雖然基因編碼電壓指示劑（GEVIs）相比傳統(tǒng)的鈣指示劑（GECIs）具有毫秒級(jí)響應(yīng)速度的優(yōu)勢(shì)，但其實(shí)驗(yàn)設(shè)備一直面臨巨大挑戰(zhàn)。 

傳統(tǒng)的微型顯微鏡受限于數(shù)值孔徑（NA）和相機(jī)速度，難以捕捉電壓信號(hào)中僅1-3%的微弱熒光變化。為了攻克這一難題，研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了名為“MiniVolt”的新型微型顯微鏡系統(tǒng)。

為什么選擇XIMEA MU051MG-SY？

在MiniVolt的設(shè)計(jì)中，圖像傳感器是決定系統(tǒng)成敗的核心。系統(tǒng)需要在一個(gè)極小的物理空間內(nèi)，同時(shí)具備高量子效率（QE）、低讀出噪聲和極高的幀率。

經(jīng)過(guò)對(duì)比篩選，XIMEA MU051MG-SY 憑借以下不可替代的優(yōu)勢(shì)最終被選定：

1. 無(wú)與倫比的“身形”與重量

MU051MG-SY 采用極致的微型化設(shè)計(jì)，其 PCB 板及封裝極其緊湊，重量?jī)H為4.65克。論文數(shù)據(jù)顯示，包含鏡頭和外殼的整套 MiniVolt 顯微鏡總重僅16.4克，這使得設(shè)備可以輕松由大鼠頭部承載，為后續(xù)實(shí)現(xiàn)真正的自由移動(dòng)成像奠定了基礎(chǔ)。

2. 高速與靈敏度的完美平衡

電壓成像要求幀率通常需 >400Hz 以精確捕捉動(dòng)作電位。MU051MG-SY 搭載的 索尼 IMX568 全局快門傳感器 不僅支持高幀率輸出，更具備 2.74μm 的細(xì)小像素和 80% @550nm 的高量子效率（論文提及）。在 MiniVolt 系統(tǒng)中，該相機(jī)實(shí)現(xiàn)了 500-530 fps 的穩(wěn)定采集，成功捕獲了神經(jīng)元清晰的放電尖峰。

3. 極致的畫質(zhì)與信噪比

面對(duì) GEVI 指示劑僅有的微小熒光變化，相機(jī)的噪聲控制至關(guān)重要。IMX568 傳感器具有 2.6 e- 的低讀出噪聲。在 MiniVolt 記錄中，研究團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了 >3 的尖峰峰值信噪比（PNR），且尖峰 ΔF/F 約為 2-5%。

應(yīng)用成果：在530幀/秒下看見思維

研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)將 XIMEA MU051MG-SY 集成到 MiniVolt 系統(tǒng)中，取得了顯著成果：

1.高對(duì)比度成像：相機(jī)的小像素尺寸允許在 2.5x 放大倍率下實(shí)現(xiàn)單細(xì)胞分辨率，清晰區(qū)分了小鼠視覺皮層中的 NDNF 中間神經(jīng)元。

2.真實(shí)電壓信號(hào)記錄：系統(tǒng)成功記錄了神經(jīng)元膜電位的快速變化，時(shí)間分辨率達(dá)到毫秒級(jí)。使用 2×2 像素合并后，樣品處有效像素間距為 2.2×2.2 微米，在保證幀率的同時(shí)仍能分辨細(xì)胞特征。

3.與大型設(shè)備相媲美：研究數(shù)據(jù)表明，MiniVolt 與 0.6NA 臺(tái)式電壓顯微鏡在收集效率（61% vs 60%）和 PNR 上均表現(xiàn)相當(dāng)。

代理優(yōu)勢(shì)與應(yīng)用領(lǐng)域

作為 XIMEA 的代理商，我們提供 MU051MG-SY 及全系列 XIMEA 相機(jī)的本地化技術(shù)支持與銷售服務(wù)。XIMEA 系列相機(jī)以其高穩(wěn)定性、低功耗及廣泛的 SDK 兼容性著稱。除神經(jīng)科學(xué)研究外，XIMEA 超小型相機(jī)同樣適用于以下嚴(yán)苛場(chǎng)景：

· 內(nèi)窺鏡成像與醫(yī)療診斷

· 工業(yè)自動(dòng)化與嵌入式視覺

· 機(jī)器人與SLAM應(yīng)用

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參考來(lái)源：

1. Miniaturized widefield microscope for high speed in vivo voltage imaging

2. XIMEA官網(wǎng)MU051MG-SY

18369950163（單）