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宏虹 新型波長選擇器技術 – 優化光學顯微螢光成像解決方案
結合TwimFilm專利技術，該波長選擇器具備靈活的波長調整能力，提供精準的濾波性能，特別適用於光學顯微鏡和螢光成像等高需求應用。
配備四通道可調光源，能夠快速切換多種波長，適應不同的樣本需求，提升多通道成像的效率與精確度。
採用高靈敏度IDS工業相機，提供清晰影像和精確數據，適合微觀影像分析需求，有助於提升生物科學和工業應用中的樣本觀察效果。
方案背景
激發螢光成像技術的應用
激發螢光成像技術是研究生物過程的基本方法，適用於分析基因、蛋白質、藥物與細胞間的相互作用。此技術主要觀察生物樣本中目標物質的空間分佈，通常需對特定波長進行成像，以達到高對比度、強特異性及高靈敏度的觀察效果，支持對生物體系的深入研究和檢測。
螢光技術在生命科學中應用廣泛，涵蓋：
- 螢光顯微鏡成像
- 生物螢光成像
- 流式細胞儀分析
- 酶標記物檢測
這些技術助於深入了解生物體系的結構、功能和動態過程。
生物螢光技術利用螢光標誌物標記生物組織，使其聚集在特定部位，並在特定波長激發光下發射螢光。螢光訊號經成像設備捕捉後呈現在螢幕上，對生物分子進行視覺化分析。
生物螢光技術通常使用多種螢光探針染料，依賴不同波段的激發波長，以最大輻射強度激發探針，從而提升分析的準確度。
不同濾波技術的限制
顯微鏡檢測中的波長濾波技術
在顯微鏡檢測過程中，濾光片和二向色分束器是常用的波長濾波手段，通常安裝在相機或目鏡之前。
濾光片與寬頻光源結合使用，可取代LED或雷射，實現選擇性照明。大多數濾光片基於薄膜電介質製成，部分還結合彩色玻璃以加強波長阻擋功能。
- 單個螢光團：在相機前使用帶通或截止濾波器。
- 多個螢光團：使用二向色電介質分束器將光分為兩個通道進行成像，或透過濾光輪在單個相機前交替成像。
每個濾光片的帶通波長和中心波長都是固定的，缺乏靈活性，無法隨波長變化進行圖像掃描，也無法動態調整波長和頻寬以尋找最佳觀察條件。
螢光光源的選擇
在螢光技術的測量過程中，激發光源可以為氙燈、LED燈或鐳射光源。氙燈的波長範圍較寬，能覆蓋多個螢光染料的激發波長，但較多比例非目標波段雜散光的存在對最終螢光發射和成像效果有一定負面影響。LED燈通常為單色燈，光譜相對窄，可能無法完全匹配某些螢光染料的激發波長。鐳射單色性好，但需要複雜的光學系統來控制和聚焦雷射光束，且對生物樣品的損傷風險較高。
—— FWS 新型濾波技術——
宏虹FWS將其中兩個寬頻帶通濾波器組合在一個緊湊、不透光的外殼中。這種設計使得每個濾波器的入射角能夠獨立旋轉。宏虹FWS提供了具有濾波器的大淨孔徑的單色儀的波長靈活性和精度，高帶外消光以及幾乎不受溫度或濕度變化影響的性能。此外，它簡單、經濟、堅固，可以作為顯微鏡的小型設備進行封裝。
宏虹合作夥伴 Spectrolight 開發的 TwinFilm™ 專利技術
宏虹FWS產品的頻寬可以從大約1.5納米調整到20納米（標稱），並且，中心波長可以從大多數可見波長（350 nm–900 nm）中選擇。由於它們需要准直光，顯微鏡中的無限空間（即，在相機之前）是基於該技術的緊湊型設備的理想位置。此外，准直輸入/輸出允許簡單的光纖耦合，簡化整合。這些特性使其成為相機和顯微鏡光源中光譜濾波的理想選擇。
——圖像濾波與光譜成像——
宏虹提供的可調諧多波長光源螢光檢測成像系統，結合了先進的多通道波長可調光源技術、宏虹新型濾波技術和高性能相機成像設備，滿足不同波段下螢光基團的成像需求。該系統主要特點如下：
多波段光源
配備 4 個以上可調光源，可靈活激發不同螢光染料，滿足多通道成像需求。高性能相機
高解析度、高靈敏度相機，精確捕捉螢光訊號，保證成像品質。多染料同步激發
支援多種螢光染料的同步激發與成像，提供豐富的觀察資訊。可選二向色鏡
過濾反射光，增強或抑制特定訊號，使圖像更清晰。全自動波長選擇器
自動調節激發光與反射光，適用多波段螢光成像。
——系統組成和功能介紹——
宏虹可調諧光源螢光檢測成像系統由四通道光源、IDS可見光相機、宏虹波長選擇器、鏡頭和環形光導組成。系統可調節紫外、藍、綠和紅四個波段的光源，光輻射經環形光導照射至被測物，激發其螢光染料發出特定螢光。螢光由鏡頭進入相機，進行圖像分析與輸出，實現樣品的螢光檢測和狀態觀察。
激發濾光片與二向色鏡的應用
來自多頻譜激發光源的光經過激發濾光片過濾，去除不需要的頻率成分，僅保留所需的光波進入成像。當入射激發光與反射螢光的波段接近時，可在系統中加入二向色鏡，以選擇性透過激發光和螢光訊號。
二向色鏡的波長選擇與螢光純度提升
二向色鏡在入射方向可透過特定波長的激發光，阻擋其他波長，確保樣本中的螢光標記物接收到適當波長的激發。在出射方向，二向色鏡透過特定波長的螢光訊號，阻擋其他波長的光線，有效減少雜散光干擾，提升螢光訊號的純度和清晰度。
多波段螢光染料的全自動可調光源方案
若使用多波段螢光染料並需更廣泛的單色波長，可配置宏虹的白光光源與波長選擇器組成的全自動可調光源系統。此系統覆蓋紫外、可見光和近紅外範圍，透過率達75%，帶外阻隔為OD6，波長調節解析度達1nm，滿足市面上大部分螢光染料的激發需求。
——宏虹方案檢測結果——
多重標記的多色螢光成像在區分細胞各部分特徵時尤為實用。透過宏虹波長選擇器，可以同時對不同螢光團進行成像。下圖顯示了標記DAPI（細胞核）、CMFDA綠色（胞漿）和深紅色FM（線粒體）的固定HeLa細胞螢光圖像。無需使用三種濾波器組或單色儀耗時掃描，宏虹FWS多邊形裝置可同時進行三色成像，快速捕捉細胞內多樣訊號。
使用不同染色劑標定的 HeLa 細胞的螢光圖像
宏虹CMOS 工業相機
U3-3560XCP Rev.1.2 工業相機配備了 SuperSpeed USB 5 Gbps 接口及安森美半導體 AR0234 感測器，解析度 1920 x 1200，像素尺寸 3 µm，每秒可達 102 張影像。其感測器的高效快門設計能在各種光照條件下提供清晰、銳利的影像品質。
宏虹波長選擇器
宏虹全自動波長選擇器基於自主TwimFilm專利技術製成，能快速、準確地切換並選擇不同波長。該設備具有智能控制系統，操作便捷且效率高，非常適用於多波段照明、顯微螢光分析及工業高光譜光源等領域。