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化學(xué)發(fā)光成像系統(tǒng)專(zhuān)用CCD特性解析

[2013/3/19]

　　化學(xué)發(fā)光是物質(zhì)在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的一種光輻射現(xiàn)象，根據(jù)其特性，在生物學(xué)領(lǐng)域中常被用來(lái)進(jìn)行蛋白質(zhì)與DNA的檢測(cè)；瘜W(xué)發(fā)光成像系統(tǒng)相較具有高靈敏度、無(wú)材料損耗、自動(dòng)曝光過(guò)程、電子圖片存檔等眾多優(yōu)勢(shì)，但是，由于系統(tǒng)是依靠HRP或AP等特定的酶與底物結(jié)合來(lái)運(yùn)作，因此所產(chǎn)生的光輻射比較微弱，相應(yīng)的光信號(hào)的采集過(guò)程難度就大了不少。所以，想要獲取到如此微弱的化學(xué)發(fā)光，就需要配置性能較高的CCD相機(jī)。

　　衡量CCD性能高低的指標(biāo)，有分辨率、靈敏度、信噪比、動(dòng)態(tài)范圍等，而化學(xué)發(fā)光成像系統(tǒng)就需要CCD具有以高分辨率、高靈敏度、低噪聲、寬動(dòng)態(tài)范圍等為主要參數(shù)的基本特性。也就是說(shuō)，想要通過(guò)化學(xué)發(fā)光成像系統(tǒng)獲取清晰的圖像并進(jìn)行精準(zhǔn)的分析的話(huà)，CCD在選擇上一定要滿(mǎn)足相關(guān)特性。

　　高分辨率是重要的特性要求，是指在一定單位時(shí)間內(nèi)，所獲取的像素?cái)?shù)目。而像素?cái)?shù)目又是判定CCD好壞的重要指標(biāo)，指的是CCD可以分辨到的最小感光元件，一般來(lái)說(shuō)，像素越高，感光性越好，成像也就越清晰。但是，并不是像素?cái)?shù)目多了，就一定是性能好的CCD，還要看像素的大小。這是因?yàn)槿绻笮〔蛔，?shù)目增多的話(huà)，其排列就會(huì)變得密集，那么像素之間就越容易出現(xiàn)電流干擾，產(chǎn)生電流噪點(diǎn)。

　　噪點(diǎn)的出現(xiàn)、噪聲的干擾都會(huì)直接影響到圖像的成像質(zhì)量，有效的調(diào)節(jié)像素尺寸與數(shù)量的關(guān)系就是防止噪聲出現(xiàn)的手段，因此，低噪聲也是非常重要的特性要求之一。化學(xué)發(fā)光成像過(guò)程中的噪聲主要有讀出噪聲與熱噪聲兩種，對(duì)于讀出噪聲，就要求CCD在電路設(shè)計(jì)上多進(jìn)行優(yōu)化，而在熱噪聲的降低上，就對(duì)CCD的制冷有了一定的要求了。經(jīng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，曝光超過(guò)5-10秒時(shí)，CCD芯片就會(huì)開(kāi)始發(fā)熱，如果芯片沒(méi)有制冷設(shè)備，白色的像素點(diǎn)就會(huì)遮蓋圖像，圖像成像后會(huì)出現(xiàn)雪花；瘜W(xué)發(fā)光成像系統(tǒng)需要曝光的時(shí)間比較長(zhǎng)，對(duì)制冷的要求更加的嚴(yán)格，所以，制冷CCD相機(jī)可以說(shuō)是包括化學(xué)發(fā)光在內(nèi)的所有高端分子成像分系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。

　　除以上兩點(diǎn)外，動(dòng)態(tài)范圍、靈敏度、量子效率等特性也是化學(xué)發(fā)光成像系統(tǒng)專(zhuān)用CCD所需要的，而且這些特性之間都存在某種直接或間接的關(guān)系，在這，就不過(guò)多的介紹了。