高速高灵敏 sCMOS 相机
Andor
Andor（牛津仪器旗下）科学CMOS相机系列集高灵敏度、大视场、高速成像与低噪声于一体，在生命科学和物理科学领域提供卓越性能。背照式传感器实现95%量子效率，配合大像元设计，完美适配弱光应用。旗舰型号具备32mm对角线大视场，较同类产品视场大63%，同时支持高达100fps帧速与53,000:1动态范围，满足从细胞生物学到天文学等严苛科研需求。
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一、产品概述
Andor（牛津仪器集团旗下品牌）的科学 CMOS（sCMOS）相机系列集多项高性能特性于一体，是高精密、定量科学测量的理想选择，在生命科学和物理科学领域均能提供广泛的应用优势。该系列百万像素级 sCMOS 相机在提供大视场和高分辨率的同时，不会牺牲读取噪声、动态范围或帧速率表现。该产品在 Bioz Stars 客观科研产品评级中获得 97/100 分，累计被 268 篇文献引用。
二、核心产品系列
| 型号 | 定位 | 核心特性 |
|---|---|---|
| Sona sCMOS | 超灵敏显微系统相机 | 背照式 95% QE，-45°C 冷却，最高 420 万像素，6.5 与 11 µm 像元 |
| Marana sCMOS | 物理科学应用平台 | 背照式 95% QE，-45°C 冷却，大视场，UV 优化（266 nm/355 nm） |
| Zyla sCMOS | 高性价比主力机型 | 最高 82% QE，100 fps，4.2/5.5 万像素 |
| Neo sCMOS | 深冷却科研机型 | 550 万像素，真空冷却至 -40°C，全局与滚动快门 |
三、核心技术优势
1. 灵敏度
Sona 和 Marana 相机均采用背照式 sCMOS 传感器，量子效率（QE）高达 95%，配合 11 µm 大像元设计，针对大光子捕获进行了优化，非常适合弱光应用。在低光照条件（10 个入射光子/100 µm² 传感器面积）下，背照式大像元的 Sona 4.2B 可实现最大化的光子捕获与信噪比。
2. 大视场
旗舰型号 Sona 4.2B 和 Marana 4.2B 采用独特技术有效利用完整的 2048 × 2048 靶面，提供 32 毫米对角线传感器。相比采用 1608 × 1608 阵列的同类背照式 sCMOS 相机，视场大 63%。该优势既适用于天文学中近地天体与空间碎片的大范围追踪，也适用于显微系统中以更优清晰度捕捉更大的细胞区域（配合 60 倍物镜及放大相机耦合器可访问完整阵列并保持 NyQuist 清晰度）。
3. 高速成像
sCMOS 技术基于高度并行的像素读出架构，可同时实现高帧速率、高分辨率与极低噪声。Sona 和 Marana 背照式相机均提供 12 位高速模式；Zyla 系列则在高速成像过程中同时保持低噪声与超大动态范围。
4. 扩展动态范围
每款 Andor sCMOS 相机均具备扩展动态范围功能，支持 16 位数据范围。依托创新的"双放大器"传感器架构，可同时获得大像素井深与低噪声，单次曝光即可量化极微弱与相对较亮的信号区域。Andor 独特的智能算法可保证整个动态范围内线性值大于 99.8%。各型号井深与动态范围如下：
| 型号 | 像素井深 (e-) | 动态范围 |
|---|---|---|
| Sona 4.2B / 2.0B | 85,000 | 53,000:1 |
| Marana 4.2B | 85,000 | 53,000:1 |
| Zyla 4.2 PLUS | 30,000 | 33,000:1 |
| Zyla 5.5 | 30,000 | 33,000:1 |
| Neo 5.5 | 30,000 | 33,000:1 |
在生物学中，该功能有助于神经元等具有挑战性样本的成像与量化；在物理科学中，高动态范围能力是天文测光等大量测量类型的核心。
四、应用领域
生命科学应用
细胞运动：可在高分辨率、高灵敏度水平观察细胞骨架动力学与膜形态变化，最大限度减少荧光团光毒性损伤和光漂白，延长细胞活性的维持时间，满足运动细胞大视野、高分辨率、高速成像需求。
发育生物学：为光片显微成像技术研究发育生物学的高帧率、大视野需求提供解决方案，同样适用于胚胎信号转导中的快速离子荧光测量，可追踪斑马鱼、线虫等模式生物整个胚胎和成体的发育命运。
细胞膜：200 万至 420 万像素分辨率与高达 95% 的峰值 QE，非常适合 TIRF 显微镜固有的低光照条件，可快速对细胞膜进行成像。
胞内运输：凭借大视场角、分辨率和速度，适用于追踪胞内循环、高尔基体囊泡通路、轴突运输、激素释放及突触囊泡池补充等复杂事件。
类器官：结合转盘共聚焦技术，可获取高质量的三维时间序列类器官成像，支持癌症发展相关基因突变研究。
基因编辑：针对明亮标记的 Crispr-Cas9 构建体，低噪声、高 QE 的 sCMOS 相机可快速灵敏地检测被标记的 DNA/RNA 发射光及相关蛋白（极弱光信号场景可选用 iXon EMCCD）。
神经生物学：结合光遗传学、光刺激与经典荧光标记技术，可为快速移动的模式动物（如秀丽隐杆线虫、果蝇）提供大量神经元图像，帮助解码行为背后的信号通路。
物理科学应用
近地天体与空间碎片追踪：大视场、高分辨率、快速帧率、低噪声与高 QE 灵敏度的组合，即使对较小、较暗的目标也能实现高质量数据捕捉。
自适应光学（波前传感）：可满足波前传感每秒数百帧闭环反馈的高速成像要求；Marana 平台通过逐行传输原始数据实现实时分析，最大限度降低 AO 系统延迟。
流体动力学（PIV）：Zyla 5.5 与 Neo 5.5 提供全局快门快照曝光功能；iStar 增强型 sCMOS 相机则通过与激光脉冲同步的纳秒曝光门控增强背景光子抑制。
动态 X 射线成像：Zyla-HF 间接检测相机在 550 万像素分辨率下提供高达 100 fps 的速度，具备超高传输与空间分辨率性能，紧凑设计可轻松集成至实验室或 OEM 系统。
中子射线成像与层析成像：Marana 4.2B-11 背照式 sCMOS 具备 32 毫米大视场、95% QE 和最高 48 fps 帧速率，支持更快的 3D 乃至 4D（3D+时间）层析成像。
冷原子与玻色爱因斯坦凝聚：高而宽的 QE 特性提供优异的可见/近红外波长覆盖，适用于 670 nm 及以上波长的超冷费米子成像；UV 优化的 Marana 4.2B-11 还为镁（280 nm）、钙（397 nm）冷离子研究提供增强灵敏度。
量子光学：可将大视场、高速度、高分辨率与影像增强选项结合，为涉及单个纠缠光子、原子或极化声子的量子实验提供适应性解决方案。
五、型号规格参数
基本参数
| 型号 | 芯片规格 | 芯片对角线 (mm) | 像素大小 (µm) | QE 峰值 (%) |
|---|---|---|---|---|
| Sona 4.2B-11（背照式） | 2048 × 2048 | 31.9 | 11 | 95 |
| Sona 2.0B-11（背照式） | 1410 × 1410 | 21.9 | 11 | 95 |
| Marana 4.2B-11（背照式） | 2048 × 2048 | 31.9 | 11 | 95 |
| Zyla 4.2 PLUS（前照式） | 2048 × 2048 | 18.8 | 6.5 | 82 |
| Zyla 5.5（前照式） | 2560 × 2160 | 21.8 | 6.5 | 60 |
| Neo 5.5（前照式） | 2560 × 2160 | 21.8 | 6.5 | 60 |
性能参数
| 型号 | 冷却 (°C) | 帧速率 (fps，全幅) | 读取噪声 (e-) | 快门方式 |
|---|---|---|---|---|
| Sona 4.2B-11 | -45 | 48 | 1.6 | Rolling |
| Sona 2.0B-11 | -45 | 70 | 1.6 | Rolling |
| Marana 4.2B-11 | -45 | 48 | 1.6 | Rolling |
| Zyla 4.2 PLUS | -5 | 100 (CameraLink) / 53 (USB 3.0) | 0.9 | Rolling |
| Zyla 5.5 | -5 | 100 (CameraLink) / 40 (USB 3.0) | 0.9（滚动）/ 2.3（全局） | Rolling & Global |
| Neo 5.5 | -40 | 30 | 1.0（滚动）/ 2.3（全局） | Rolling & Global |
接口方面，Sona 与 Marana 系列采用 USB 3.0，Zyla 系列提供 USB 3.0 与 Camera Link（10T）双接口，Neo 5.5 采用 Camera Link（3T）。QE 选项上，背照式型号提供 BV 选项（Marana 另提供 BU 紫外优化选项），前照式型号为 FI 选项。
