加入日期:2023.06.26 瀏覽次數(shù):1840次
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熒光化學(xué)發(fā)光成像系統(tǒng)是一種廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的高靈敏度、高分辨率成像儀器。其基本原理是將樣品中特定標(biāo)記物與熒光染料結(jié)合后,通過(guò)激發(fā)熒光染料使其在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)烈的信號(hào),并利用高靈敏CCD相機(jī)對(duì)該信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)捕獲和記錄。該技術(shù)不僅可以提供非常豐富的細(xì)胞和組織信息,而且能夠精確定位和識(shí)別微小變化。 本文主要介紹了熒光化學(xué)發(fā)光成像系統(tǒng)中液氮冷卻CCD相機(jī)及其探測(cè)器、激發(fā)源、濾鏡等核心部件以及算法處理方面的關(guān)鍵技術(shù)。 1.液氮冷卻CCD相機(jī) 現(xiàn)代熒光成像系統(tǒng)所采用的CCD(Charge-coupledDevice)傳感器具有快速響應(yīng)、數(shù)據(jù)清晰等優(yōu)點(diǎn)。但由于它需要在極低溫環(huán)境下工作,因此通常配備一個(gè)液氮制冷裝置來(lái)保持傳感器穩(wěn)定運(yùn)行。液氮制冷可以降低系統(tǒng)噪聲,并大幅提升圖像質(zhì)量和清晰度。 2.探測(cè)器 現(xiàn)代化學(xué)發(fā)光成像系統(tǒng)中所使用的主要探測(cè)器有兩種:熒光分子激發(fā)或者基于放射性同位素衰變產(chǎn)生的光。熒光分子激發(fā)需要一定強(qiáng)度的激勵(lì)源,而放射性同位素則對(duì)環(huán)境衛(wèi)生保障等方面提出了更高的技術(shù)要求。 3.激發(fā)源 在熒光成像過(guò)程中,通常采用不同波長(zhǎng)、不同功率的激發(fā)來(lái)源來(lái)調(diào)節(jié)樣品內(nèi)部反應(yīng)達(dá)到最佳參數(shù)。例如短波紫外線、藍(lán)色LED和黃色汞燈等都是常見(jiàn)的激勵(lì)源。 4.濾鏡 濾鏡可以降低背景噪聲,并增加信號(hào)質(zhì)量。它們通過(guò)選擇特定波段范圍內(nèi)可透過(guò)或吸收的顏色,在CCD相機(jī)前端起到篩選作用,從而有效改善圖像質(zhì)量和準(zhǔn)確程度。 5.算法處理 圖像數(shù)據(jù)很大且復(fù)雜,因此需要依靠算法進(jìn)行后期處理。這些算法包括但不限于去除背景噪聲、增強(qiáng)目標(biāo)信號(hào)、自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)細(xì)胞和組織等。例如,可以使用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(CNN)算法對(duì)圖像進(jìn)行深度學(xué)習(xí),并通過(guò)人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別和定位目標(biāo)。 總之,熒光化學(xué)發(fā)光成像系統(tǒng)具有高靈敏度、高分辨率、多功能以及非侵入性的優(yōu)點(diǎn),在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。 | |
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