化學(xué)傳感器的發(fā)光壽命損傷基于時域和頻域的相機系統(tǒng)的比較

瀏覽次數(shù)：210　發(fā)布日期：2026-1-28　來源：本站　僅供參考，謝絕轉(zhuǎn)載，否則責(zé)任自負(fù)

（論文部分內(nèi)容摘抄）

基于發(fā)光壽命的成像仍然是利用化學(xué)傳感器技術(shù)生成化學(xué)圖像的最可靠方法。然而，只有少數(shù)商業(yè)系統(tǒng)能夠使成像壽命在相關(guān)的納秒至微秒范圍內(nèi)。在本技術(shù)說明中，我們比較了一個較舊的時域(TD)的性能基于頻域(FD)的相機系統(tǒng)，其測量特性和對02和pH的適用性在環(huán)境樣品中進(jìn)行成像，并使用在光譜可見和近紅外部分發(fā)射的不同指示染料系統(tǒng)。我們的結(jié)論是，新引入的FD成像系統(tǒng)提供比其前身，發(fā)光壽命測量的可比現(xiàn)在實現(xiàn)基于FD的強大而簡單的化學(xué)成像。

近年來，比例發(fā)光強度成像由于其成本低和易于獲得的設(shè)備而變得越來越重要。盡管如此，基于化學(xué)傳感器的發(fā)光壽命成像，特別是磷光指示器，仍然被廣泛使用，并被該領(lǐng)域的專家認(rèn)為是最可靠的方法�；趬勖幕瘜W(xué)成像在20年以前發(fā)展，并迅速超過了簡單的基于發(fā)光強度的成像方法。特別是，具有片上電荷積累的快速可柵極電荷耦合器件(CCD)的易用性使時域技術(shù)得以發(fā)展。

(TD)用于磷光化學(xué)成像中快速壽命測定(RLD的發(fā)光壽命相機系統(tǒng)。這項技術(shù)在20世紀(jì)90年代建立起來，當(dāng)時PCO發(fā)布了 SensicamSensimod，一種能夠基于RLD的磷光成像的商用設(shè)備。幾個研究小組獲得了這種照相機系統(tǒng)，并開發(fā)了特別適合于這種照相機的傳感器和方法。

在本技術(shù)筆記中，我們討論了新開發(fā)的Sensimo相機系統(tǒng)替代方案的潛力�；诳烧{(diào)制的科學(xué)互補金屬氧化物半導(dǎo)體(SCMOS)傳感器，PCO開發(fā)了一種頻域(FD)發(fā)光壽命成像照相機，即所謂的pco.flim.30雖然該系統(tǒng)已在熒光壽命成像是首次得到應(yīng)用，但它在以下方面的潛力使用磷光指示劑的化學(xué)成像尚未得到徹底的評價。在這里，我們比較了這兩種基于磷光指示劑的平面光電器件的化學(xué)成像潛力，磷光指示劑的半衰期在 US 范圍內(nèi)。特別是，我們使用 pH傳感器作為測試系統(tǒng)，并評估了執(zhí)行雙壽命參考(DLR)的可能性。

時域攝像系統(tǒng)。該系統(tǒng)圍繞熱電冷卻的、可快速門控的CCD攝像機（德國PCO公司）而構(gòu)建。Sensicam Sensimod脈沖LED(光子學(xué)研究系統(tǒng)有限公司，英國)被用作激發(fā)源。對于成像，使用兩個不同的LED(460nm，520nm)。其他出版物中描述的定制觸發(fā)器盒控制LED陣列的調(diào)制、快門和圖像捕捉。相機和觸發(fā)單元由軟件控制。數(shù)據(jù)(暗圖像)以tiff格式保存，并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)程序進(jìn)行分析。

CCD圖像傳感器由于其串行讀出原理，本質(zhì)上是慢的但通常具有低暗電流，允許長時間曝光。超小型金屬氧化物半導(dǎo)體圖像傳感器采用平行和因此更快的讀出但遭受顯著更高的暗電流。這兩種相機類型都是面陣相機，具有可比的靈敏度（量子效率）。原則上，它們都能夠測量多指數(shù)衰變，但是這就需要更復(fù)雜的測量和圖像處理協(xié)議。與時間相關(guān)單光子計數(shù)(TCSPC)掃描方法相比（其中整個發(fā)光衰減曲線是匹配的），這不是區(qū)域掃描相機的最強有力的論據(jù)。盡管如此，圖像采集率高，這使得觀察動態(tài)過程成為可能。在終生測定精度方面，兩款相機具有可比性，在像素分辨率方面也是如此：1280像素×1024像素(Sensicam Sensimod)vs1008像素x1008像素(pco.flim)。然而，Sensicam Sensimod的長壽命限制在>500ns，而pco.flim型號相機可以成像更短的壽命-(0.1ns到100us)。

我們研究了一個相當(dāng)新的基于FD的終生成像系統(tǒng)，即pco.flim型號相機，與其前身，基于TD的 SensicamSensimod的潛力。據(jù)我們所知，這是首次使用基于熒光的成像系統(tǒng)進(jìn)行基于磷光的化學(xué)成像(傳感)我們的數(shù)據(jù)表明，新的pco.flim型號相機系統(tǒng)在使用平面光學(xué)元件進(jìn)行化學(xué)成像方面具有類似的(如果不是更好的特性，并且環(huán)境光的干擾較小。由于SensicamSensimod 由于技術(shù)過時而不再可用，該領(lǐng)域，特別是年輕的研究小組正在等待一種新的系統(tǒng)來填補空白我們相信pco.flim型號相機系統(tǒng)能夠做到這一點，并且有潛力在化學(xué)成像領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

這兩個系統(tǒng)都可以作為獨立的設(shè)備與任何物鏡組合使用或安裝在顯微鏡上。這使得基于壽命的化學(xué)成像范圍從幾平方厘米到平方微米。這種空間分辨率和壽命(對我們來說是ns)的靈活性，加上易于處理和用戶友好的數(shù)據(jù)讀出，使該系統(tǒng)對包括生命科學(xué)、海洋生物學(xué)或化學(xué)工程在內(nèi)的各個領(lǐng)域都具有吸引力。

德國Excelitas PCO公司pco.flim型號相機，具備高分辨率、高感光度、弱光成像的優(yōu)點，將顯微研究實驗過程完美記錄，為實驗提供強而有力的圖像數(shù)據(jù)支持。

廣州市元奧儀器有限公司作為德國Excelitas PCO公司攝像機在中國的代理商，為客戶提供各種成像系統(tǒng)解決方案，如對相關(guān)產(chǎn)品感到興趣，歡迎隨時聯(lián)系交流，公司網(wǎng)址：www.gzyaco.com、電話：400-860-2677。

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