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化学发光成像系统中CCD相机的选择
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时间:2013-03-27 17:04:06

        化学发光是一种物质在化学反应的进程下,吸收了反应所产生的化学能而产生光辐射的现象,一直都是生物、医学等领域的重要研究课题。化学发光成像技术正是将化学发光这一现象与成像技术相结合,利用化学发光原理来有效的获取准确的图像资料,是化学、生物、医学领域最为先进的检测测量技术,是化学发光研究的最新产物。

        化学发光成像技术与传统的成像技术相比有着明显的优势,以其与传统胶片技术的比较为例:(1)化学发光成像技术灵敏度高、灵活性强、可针对成像结果进行定量分析,而传统胶片技术却只能一次性曝光,所形成的最终图像无法再进行任何调整。(2)无需耗材、无需暗房压片等工作环节,有效解决了传统方法操作麻烦的弊端,也有效的避免了冲洗胶片的过程中可能会造成的污染性痕迹。(3)图片结果为电子文档,方便数据分析、存档以及长期保存,减少了传统方法中对纸质图片进行扫描的这一工作步骤。(4)自动完成曝光,关键条带不会因为曝光不足或者曝光过度而丢失。整个化学发光成像系统一般是由CCD相机、暗室及相关软件等几部分组合而成的,那么,在系统设计中应该选择什么样的CCD相机才能满足应用需求呢?

        一般情况下,衡量CCD相机的性能高低的指标,有分辨率、灵敏度、信噪比、动态范围等多种,而化学发光成像系统所需要的CCD相机就需要具有高分辨率、高灵敏度、低噪声、宽动态范围等性能优势。

        在这其中,分辨率是指在一定单位时间内,所获取的像素数目,分辨率越高,那就意味着单位时间内获取的像素数目越多,那么,CCD图像传感器的感光性就会越好,相机最终的成像也就越清晰。因此,不管是化学发光成像系统,还是机器视觉系统,凡是对图像清晰度有所要求的应用,都需要选择具有高分辨率性能的相机。但是,需要注意的是,并不是像素数目多了,就一定是性能好的CCD相机,着还要看像素的大小。如果像素大小不变,只是一味的数目增多的话,其排列就会变得密集,那么像素之间就越容易出现电流干扰,产生电流噪声,最终反而会影响到成像的清晰度。

        说到噪声,对于大部分科研实验项目来说,噪声的干扰都会直接影响到图像的成像质量。化学发光成像技术主要是以HRP或AP等特定的酶与底物结合而发生的辐射来成像,而这样产生的光辐射是比较微弱的,在成像过程中与背景的区别就会变小,噪声的影响就会更加明显。另外,化学发光成像过程中的噪声该主要有读出噪声与热噪声两种。对于读出噪声,就要求CCD在电路设计上多进行优化,而在热噪声的降低上,就对CCD的制冷有了一定的要求了。经实验发现,曝光超过5-10秒时,CCD芯片就会开始发热,如果芯片没有制冷设备,白色的像素点就会遮盖图像,图像成像后会出现雪花。而一般情况下,化学发光成像需要曝光的时间大多比较长,这样系统对制冷的要求就更加的严格了。FLI公司自1995年开始生产CCD相机及相关配件,公司自成立以来一直致力于为客户提供优质的产品及服务,其生产的制冷、低噪声CCD相机被广泛地应用于天文学、光谱学及生物学等领域。

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