5.64 Мб 
Применение высокоскоростных видеосистем Evercam в микрофлюидных исследованиях
В современной микрофлюидике визуализация процессов в микроканалах является основным методом получения данных о динамике потоков, поведении капель и взаимодействии микрочастиц. Высокоскоростные камеры Evercam, разработанные ООО «НИЦ «Промышленная оптика», представляют собой прецизионный инструмент для фиксации быстропротекающих явлений на микромасштабе.
Технические вызовы визуализации в микроканалах
Микрофлюидные эксперименты характеризуются малыми линейными размерами (от 10 до 500 мкм) и высокими скоростями сдвига. Для корректного анализа таких систем требуются видеосенсоры, способные обеспечить:
- Высокое временное разрешение: Скорость потока в микрочипах может достигать нескольких метров в секунду, что требует частоты съемки от 2 000 до 50 000 кадров в секунду (fps).
- Минимизацию эффекта смазывания: Использование сенсоров с глобальным затвором (Global Shutter) в камерах Evercam гарантирует отсутствие геометрических искажений быстродвижущихся объектов.
- Работу в условиях низкой освещенности: Малое время экспозиции требует высокой светочувствительности, чтобы избежать перегрева биологических образцов мощными источниками света.
Капельная микрофлюидика (Droplet Microfluidics)
Камеры Evercam применяются для мониторинга процессов генерации монодисперсных капель в Т-образных и крестообразных соединениях. Видеозапись позволяет в реальном времени контролировать:
- Частоту формирования капель;
- Стабильность размера и морфологию капель;
- Процессы слияния и деления капель в сложных топологиях чипов.
Микро-цифровая трассерная визуализация (Micro-PIV)
Для картирования векторов скоростей внутри канала камеры интегрируются в системы Micro-PIV. Благодаря высокой кадровой частоте и возможности синхронизации с импульсными лазерами, системы Evercam позволяют отслеживать движение флуоресцентных трассеров, выявляя зоны турбулентности, застойные явления и профили скоростей ламинарных потоков.
Деформационная микрофлюидика
При изучении механобиологии клеток камеры Evercam фиксируют изменение формы эритроцитов или опухолевых клеток при прохождении через узкие сужения («констрикции»). Высокое пространственное разрешение позволяет математически рассчитывать модули упругости объектов на основе их динамической деформации в потоке.
Интеграционные возможности
Камеры Evercam поддерживают стандартные протоколы передачи данных и имеют развитый SDK, что позволяет встраивать их в автоматизированные стенды под управлением LabVIEW, MATLAB или Python. Наличие входов/выходов синхронизации (TTL-сигналы) обеспечивает прецизионную работу совместно с пьезоэлектрическими насосами, акустическими актуаторами и лазерными установками.
Заключение
Использование отечественных высокоскоростных камер Evercam в микрофлюидных исследованиях позволяет исследователям достичь необходимой детализации процессов, недоступной стандартным средствам микроскопии. Это открывает путь к созданию новых систем «лаборатория на чипе» (Lab-on-a-Chip) и высокопроизводительному скринингу лекарственных препаратов.
