分析凝膠成像分析係統7個組成部分介紹

分析凝膠成像分析係統7個組成部分介紹：凝膠成像係統的基本骨包含：CCD相機，暗室和分析軟件。不過其功能不僅**於對瓊脂糠凝膠進行成像，現在的成像儀趨向於多功能化，還適用於蛋白膠、發熒光的膠、印跡膜和菌落平板等應用。在Western Blot方麵，高性能的CCD分子成像係統能與膠片媲美。

（1）、分辨率分辨率的大小和像素值是分不開的，像素指得是CCD能分彆的*小的感光元件，我們平時說的多少萬像素就是這些感光元件的個數了。所以一般來講像素越多，成像也就越清晰細膩，當然這其中還要受許多因素限製，下麵會慢慢提到的。但是高像素也不一定是好的CCD，其原因就是像素大小（Pixel Size），也是很重要的因素，相同數目的像素，排列越密集，像素之間就越容易出現電流乾擾，容易出現"噪點"等乾擾成像質量的現象出現。由於製造工藝的限製，增加尺寸，成本將會以幾何級數提高。現在大部分廠家的CCD為了提高圖像的靈敏度，會使用像素合並的技術，那麼像素合並的意義是什麼呢？像素合並是一種非常有用的功能，它可被用來提高像素的大小和靈敏度，如圖所示分辨率為795512，像素大小為9u,當經過22合並後，變成398256，像素大小為18u.33合並後，變成265170，像素大小為27u,靈敏度提高9倍，這樣每個像素大小為27u。

（2）、動態範圍值動態範圍表示在一個圖像中*亮與*暗的比值。灰階表示在一種表征光亮度的方法，12bit表示從*暗到*亮等分為212＝4096個級彆，16bit即分為216個級彆，可見bit值越高能分出的細微差彆越大，如圖下麵這張圖片人眼隻能分辨出40個灰階，而對於一台12bit的儀器能分辨出4,096個灰階。值得一提的是，目前來說，市場上主流的凝膠成像的CCD以12bit為主，16bit的儀器一般情況下，分辨率均在200萬像素左右，對於真正的16bit，而像素值又近400萬的CCD是非常少見的。12bit與16bit在圖像分辨上的區彆對動態範圍進行量化需要一個運算公式，即動態範圍值= 20 log (well depth/read noise)，其中Well depth代表是滿井電子，是CCD飽和時能接受的電子信號總值，read noise是讀出噪聲（以電子數來表示），每個CCD在讀數的過程中都會產生噪聲，噪聲越小，監測靈敏度越高。其中滿井電子與CCD的bit值是相關的，通常下，bit值越高，滿井電子的數值越大。舉例如下：Well depth = 85,000個電子, read noise = 12個電子Dynamic range = 20 log (85,000/12), or 77dB.動態範圍的值越高CCD性能越好.。

（3）、量子效率    CCD的量子效率也稱像素靈敏度，指在一定的曝光量下,像素勢阱中所積累的電荷數與入射到像素表麵上的光子數之比。不同結構的CCD其量子效率差異很大。比如100光子中積累到像素勢阱中的電荷數是50個，則量子效率為50％（100 photons = 50 electrons means 50% efficiency）。值得注意的是CCD的量子效率與入射光的波長有關。

（4）、信噪比說到信噪比就不得不提到暗電流了，暗電流是導致CCD噪音的很重要的因素。暗電流指在冇有曝光的情況下，在一定的時間內，CCD傳感器中像素產生的電荷。我們在做化學發光檢測的時候，需要的曝光的時候比較長，這樣導致CCD產生較多的暗電流，對圖像的質量影響非常大。通常情況下通過降低CCD的溫度來*大限度的減少暗電流對成像的影響。下圖表明了暗電流與溫度的關係，從圖中我們可以看出，CCD產生的暗電流隨著溫度下降而減少，但是在-23℃下曲線開始趨於平緩，由此可以看出溫度並非需要無休止的降低的。所以在選擇冷CCD時，溫度在-25℃（**溫度，非室溫以下）下一般就可以達到您的要求了。有的CCD是在圖像*終生成後，通過軟件去背景來扣除暗電流，對於信號遠遠強於背景的有一定效果，但是對於弱信號處理過程中會產生越來越多的錯誤。以上是關於CCD的原理和影響因素的一些介紹。

（５）光學鏡頭光學鏡頭是機器視覺係統中必不可少的部件，直接影響成像質量的*劣，影響算法的實現和效果。光學鏡頭規格繁多，有時不免頭暈。光學鏡頭從焦距上可分為短焦鏡頭、中焦鏡頭，長焦鏡頭；從視場大小分有廣角、標準，遠攝鏡頭；結構上分有固定光圈定焦鏡頭，手動光圈定焦鏡頭，自動光圈定焦鏡頭，手動變焦鏡頭、自動變焦鏡頭，自動光圈電動變焦鏡頭，電動三可變（光圈、焦距、聚焦均可變）鏡頭等。

（6）濾光鏡片熒光：EB、TLC plates、GFP plates、SYBR Green、SYBR Gold、SYBR Safe、SYPRO Red、SYPRO Orange、Texas Red、Rhodamine Red、Fluorescein、Deep Purple、Cy2、Cy3、Cy3.5、Cy5、熒光板等（要根據具體的激發光源和濾鏡來決定）光源   激發波長 吸收波長   染料Blue     475nm    537nm   SYBR Green、SYBR Gold、SYBR Safe、SYPRO Orange、Cy2等Green    534nm    606nm     SYPRO Red、Cy3等Red      632nm    609nm     Texas Red、Rhodamine Red、Cy5等。

（7）、數據傳輸IEEE1394總線是一種目前為止*快的高速串行總線，火線（IEEE1394）支持的傳輸速率有100Mbps,200Mbps，400Mbps，*高的傳輸速度為400Mbps/s。對於各種需要大量帶寬的設備提供了專門的*化，接口可以同時連接63個不同設備，IEEE1394同USB一樣，支持帶電插撥設備。IEEE1394同樣支持即插即用，現在的WIN98 SE、WIN2000、WIN ME、WIN XP都對IEEE1394支持的很好，在這些操作係統中用戶不用再安裝驅動程序，也能使用IEEE1394設備。

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