化学发光成像系统专用CCD特性解析

[2013/3/19]

　　化学发光是物质在发生化学反应时产生的一种光辐射现象，根据其特性，在生物学领域中常被用来进行蛋白质与DNA的检测。化学发光成像系统相较具有高灵敏度、无材料损耗、自动曝光过程、电子图片存档等众多优势，但是，由于系统是依靠HRP或AP等特定的酶与底物结合来运作，因此所产生的光辐射比较微弱，相应的光信号的采集过程难度就大了不少。所以，想要获取到如此微弱的化学发光，就需要配置性能较高的CCD相机。

　　衡量CCD性能高低的指标，有分辨率、灵敏度、信噪比、动态范围等，而化学发光成像系统就需要CCD具有以高分辨率、高灵敏度、低噪声、宽动态范围等为主要参数的基本特性。也就是说，想要通过化学发光成像系统获取清晰的图像并进行精准的分析的话，CCD在选择上一定要满足相关特性。

　　高分辨率是重要的特性要求，是指在一定单位时间内，所获取的像素数目。而像素数目又是判定CCD好坏的重要指标，指的是CCD可以分辨到的最小感光元件，一般来说，像素越高，感光性越好，成像也就越清晰。但是，并不是像素数目多了，就一定是性能好的CCD，还要看像素的大小。这是因为如果大小不变，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，产生电流噪点。

　　噪点的出现、噪声的干扰都会直接影响到图像的成像质量，有效的调节像素尺寸与数量的关系就是防止噪声出现的手段，因此，低噪声也是非常重要的特性要求之一。化学发光成像过程中的噪声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。化学发光成像系统需要曝光的时间比较长，对制冷的要求更加的严格，所以，制冷CCD相机可以说是包括化学发光在内的所有高端分子成像分系统的发展趋势。

　　除以上两点外，动态范围、灵敏度、量子效率等特性也是化学发光成像系统专用CCD所需要的，而且这些特性之间都存在某种直接或间接的关系，在这，就不过多的介绍了。

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