质保3年只换不修，厂家长沙实了个验仪器制造有限公司

一、概述

赛默飞Invitrogen Countess 3 FL 自动细胞计数仪是一款集明场成像与多通道荧光检测于一体的高性能智能化细胞分析仪。
其核心光学组件之一——LED光源系统（LED Illumination System），是保证图像质量、信号强度和检测准确性的关键所在。

该仪器采用高稳定性固态LED（Light Emitting Diode）照明模块，结合精密光学滤光片与数字控制技术，为细胞计数、活性检测、转染效率分析以及多通道荧光观测提供均匀、低噪声的光照条件。

Countess 3 FL的LED系统兼具高亮度、低功耗、宽光谱、长寿命与低热效应等特点。通过智能光强调节与自动校准机制，它能适应不同检测模式（Bright Field、GFP、RFP、DAPI等）的光学需求，确保明场与荧光通道均获得最佳成像质量。

二、LED光源系统设计原理

1. 光源类型

Countess 3 FL采用多波段高功率LED阵列结构，取代了传统的卤素灯与汞灯。每个通道配备独立的LED单元与滤光组件，可分别用于不同波段的激发光输出。

系统包含三大主光源模块：

• 蓝光LED模块（Blue LED, 395–405 nm）：用于DAPI、Hoechst等核染剂激发；

• 绿光LED模块（Green LED, 470–495 nm）：用于FITC、GFP或Calcein-AM染料；

• 红光LED模块（Red LED, 545–580 nm）：用于RFP、PI、Texas Red或mCherry等。

这些光源经过严格的光谱匹配与波长校正，使每个荧光通道之间无干扰、无串色，实现高灵敏度成像。

2. 光学路径设计

LED光线经由准直透镜、滤光片组与反射镜系统，最终照射到样品平面。

典型光路流程如下：

1. LED发出特定波长光；

2. 通过**激发滤光片（Excitation Filter）**筛选出窄带激发光；

3. 光束经准直透镜聚焦为平行光；

4. 照射样品并激发荧光信号；

5. 发射荧光通过发射滤光片（Emission Filter）；

6. 成像光线最终被高灵敏度CMOS传感器接收。

这种结构可确保光路稳定、照明均匀，避免传统灯源因光轴偏移产生的成像畸变。

3. 光谱特性

LED光源具有单色性强、带宽窄（±10 nm）、光强稳定的特点。
其光谱特性如下：

这种多波段设计满足细胞实验中从核染、活性检测到转染分析的多种需求。

三、LED光源系统的结构组成

LED照明模块主要由五个部分构成：

1. 高亮度LED芯片组

• 采用工业级GaN（氮化镓）或InGaAlP（磷化铝镓铟）材料；

• 光电转换效率高达35%；

• 发光均匀，输出功率稳定。

2. 光学透镜与准直系统

• 使用多层镀膜石英透镜，减少光损耗；

• 聚焦精度≤0.05 mm；

• 角度调整误差≤0.1°。

3. 滤光片组件

• 包含激发滤光片与发射滤光片；

• 滤光效率≥99%；

• 光谱透射曲线精确匹配各荧光通道。

4. 电子控制模块

• 提供恒流驱动，抑制电流波动；

• 支持PWM（脉宽调制）光强控制；

• 具备过流与温控保护功能。

5. 散热与温度控制单元

• 内置铝制散热片与静音风扇；

• 实时监测LED温度，自动调节工作电流；

• 保证光强稳定性误差≤±2%。

四、光源系统的工作模式

Countess 3 FL在不同检测模式下自动切换LED通道与亮度参数。

1. 明场模式（Bright Field Mode）

• 启用高亮度白光LED模块；

• 照射样品并形成透射光图像；

• 系统自动优化亮度与曝光时间；

• 主要用于常规细胞计数与活死分析。

2. 荧光模式（Fluorescence Mode）

• 根据所选染料激活对应LED通道；

• 控制激发光强与曝光时间；

• 同时采集多通道图像并生成叠加图。

可实现单通道（单荧光）或多通道（多荧光）检测，如：

• DAPI（Blue）+ GFP（Green）+ RFP（Red）三通道组合；

• Calcein-AM（Green）+ PI（Red）双染检测。

五、光源控制与智能校准

1. 自动光强调节

仪器内置光强反馈回路，通过实时监测荧光信号强度，自动调整LED输出功率，使荧光信号处于最佳动态范围，避免过曝或欠曝。

2. 光源稳定性校准

系统在启动时会执行光源自检：

• 校验光强基线值；

• 比对前次运行数据；

• 自动补偿老化引起的光衰误差。

3. 温控校正

温度传感器持续监测LED模块温度，当温度超过45°C时系统自动降低驱动电流，以防过热导致光漂移。

4. 用户自定义光源设置

用户可在“Advanced Settings”中手动设置：

• 各通道光强百分比；

• 曝光时间（ms）；

• 同步模式（单通道或叠加模式）。

该功能适用于特殊样品或低荧光样本的精细检测。

六、LED光源系统性能参数

七、LED光源在不同检测模式中的应用

1. 明场检测

• 白光LED提供均匀照射；

• 光线穿过细胞后形成明暗对比；

• 利于边界识别与形态分析。

2. GFP报告基因检测

• 使用Green通道激发光（470–495 nm）；

• 发射光在510–540 nm区间；

• 适合转染效率评估与荧光蛋白表达分析。

3. PI/Calcein双染检测

• 红通道激发PI，绿通道激发Calcein-AM；

• 系统自动切换通道采集图像；

• 叠加后显示红色死亡细胞与绿色活细胞。

4. DAPI核染检测

• 蓝通道激发DAPI，产生亮蓝荧光；

• 适合核计数或DNA染色检测。

5. 多通道叠加分析

• 系统可一次性采集三通道图像并自动叠加；

• 实现多标记细胞的共定位分析。

八、光源系统的技术优势

1. 高亮度与低热效应

LED相较汞灯或氙灯产生的热量极低，能长时间稳定运行而不损伤样品或影响光学系统稳定性。

2. 光谱纯度高

每个LED通道波长单一，能有效减少光谱重叠与干扰，提高荧光信号辨识度。

3. 寿命长与维护成本低

LED模块平均寿命超过25,000小时，几乎无需更换，显著降低维护成本。

4. 快速响应与低能耗

LED可在毫秒级响应，适合多通道快速切换，整体能耗低于传统光源的1/5。

5. 智能化控制

自动校准、恒流驱动与数字反馈机制确保光强恒定性，减少人为调整误差。

6. 无汞环保设计

LED为固态环保光源，无汞污染，符合RoHS与CE标准。

九、LED光源与传统光源对比

可以看出，LED光源在稳定性、经济性与环保性上全面优于传统光源。

十、系统校准与维护

1. 光源校准

建议每6个月执行一次光源校准程序：

• 使用标准荧光微球或参考样品；

• 比较光强输出与标准值；

• 若偏差>5%，可在系统菜单中进行自动修正。

2. 日常维护

• 避免灰尘或液体进入光源窗口；

• 定期清洁滤光片与透镜；

• 不得在运行中拔插光源模块。

3. 故障提示与诊断

系统设有LED状态监控：

• 光强异常、温度过高时自动报警；

• 提示用户执行“Light Source Check”自检程序。

十一、LED光源系统的实验意义

1. 提高检测精度
   LED光照均匀稳定，使图像边缘清晰，细胞边界识别准确。

2. 优化荧光定量分析
   稳定光强减少信号漂移，提升荧光定量可靠性。

3. 保障样品安全
   低热输出防止细胞或染料因温度升高而损伤。

4. 支持高通量检测
   快速切换与高亮度特性适合连续检测多样品。

5. 促进多色标记分析
   三通道LED光源可实现多标记共表达分析，如转染与凋亡双染。

十二、典型性能测试结果

这些数据验证了Countess 3 FL LED光源系统在科研及工业环境下的高稳定性与可靠性。

十三、安全与使用注意事项

1. 避免直视点亮的LED光源，以防眼睛受强光刺激；

2. 禁止在仪器运行时随意开启光源舱；

3. 禁止使用非原装滤光片或光学模块，以防光谱失配；

4. 若仪器长时间闲置，应关闭电源，防止LED老化；

5. 光源工作时应保持良好通风，防止局部温升。