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如何選購(gòu)凝膠成像系統(tǒng)

　　凝膠成像系統(tǒng)包括成像系統(tǒng)和分析凝膠圖片的軟件系統(tǒng),。我們?cè)谶x購(gòu)時(shí)需要分別從這兩個(gè)部分來(lái)考察凝膠成像系統(tǒng)的功能參數(shù),。

　　如果您主要用它來(lái)拍普通核酸膠或蛋白膠,，那么幾乎市場(chǎng)上所有的成像儀都可以很好的滿足您的需求。這時(shí)除了價(jià)格這個(gè)決定因素外，能比較的也就是一些操作是否簡(jiǎn)便等不太重要的指標(biāo)了。

　　但是對(duì)于準(zhǔn)備做化學(xué)發(fā)光的用戶,，他們需要對(duì)敏感度要求高，同時(shí)還要求比較寬的動(dòng)態(tài)范圍,。因?yàn)橐氩东@到微弱的化學(xué)發(fā)光,，需要上佳的CCD相機(jī)和鏡頭。

　　一般來(lái)說(shuō),，CCD相機(jī)的冷卻溫度和背景噪音息息相關(guān),，溫度越低，噪音就越低,。因此,，-25℃的制冷溫度是對(duì)相機(jī)的*個(gè)要求（更低的溫度，噪音降低效果不明顯,，而量子效率又會(huì)受很大影響）;另外,，較大的像素能夠提供更高的捕光效率;所以對(duì)于相同大小的CCD芯片,，需要注意像素的尺寸,。

　　鏡頭的參數(shù)就簡(jiǎn)單了，由于我們只需要觀察近距離的樣品,，而且一般可以調(diào)整樣品位置（有些廠家甚至提供電動(dòng)樣品升降平臺(tái)）,，所以基本無(wú)需選擇長(zhǎng)鏡頭或者變焦鏡頭;但是，由于我們需要檢測(cè)微弱的化學(xué)發(fā)光,，鏡頭的光圈則至關(guān)重要,，一般F值越小,，其通光量越大，而且成平方反比關(guān)系,，因此我們一般需要選擇光圈F值盡量小的鏡頭,。另外，如果鏡頭是電動(dòng)的,，我們可以省卻打開機(jī)箱,，反復(fù)手工調(diào)整光圈和聚焦等的煩惱。

　　其他我們需要考慮的包括光源,、濾光片和暗箱等部件,。光源的種類和發(fā)光的均一度，濾光片的數(shù)量和暗箱的遮光效果等均在我們的考慮范圍之內(nèi),。當(dāng)然,，一般如果成像儀的CCD和鏡頭配置不錯(cuò)，一般這些部件也不會(huì)太差,。

　　在選擇凝膠成像系統(tǒng)時(shí),，我們關(guān)注的問題通常有以下一些方面：

　　1、像素越高是不是成像更清晰,，產(chǎn)品就越好?

　　像素是要針對(duì)成像設(shè)備來(lái)看的,，其實(shí)CCD本身的質(zhì)量比單純的像素高低更重要。對(duì)于同級(jí)別CCD來(lái)說(shuō),，zui重要的指標(biāo)是CCD的尺寸大小,，尺寸越大其本身價(jià)值就成幾何倍地增長(zhǎng)。

　　2. CCD和CMOS有什么區(qū)別,，哪種芯片更好?

　　CCD和CMOS在制造上的主要區(qū)別是CCD是集成在半導(dǎo)體單晶材料上,，而CMOS是集成在被稱做金屬氧化物的半導(dǎo)體材料上。

　　從原理上,，CMOS的信號(hào)是以點(diǎn)為單位的電荷信號(hào),，而CCD是以行為單位的電流信號(hào)，前者更為敏感,，速度也更快,，更為省電。

　　但CCD制造工藝較復(fù)雜,，采用CCD的攝像頭價(jià)格都會(huì)相對(duì)比較貴,。事實(shí)上經(jīng)過技術(shù)改造，目前CCD和CMOS的實(shí)際效果的差距已經(jīng)減小了不少,。而且CMOS的制造成本和功耗都要低于CCD不少,，所以很多攝像頭生產(chǎn)廠商采用的CMOS感光元件。

　　在成像方面,，相同像素下CCD的成像通透性,、明銳度都很好,，色彩還原、曝光可以保證基本準(zhǔn)確,。而CMOS的產(chǎn)品往往通透性一般,，對(duì)實(shí)物的色彩還原能力偏弱，曝光也都不太好,，由于自身物理特性的原因,，CMOS的成像質(zhì)量和CCD還是有一定距離的。但由于CMOS低廉的價(jià)格以及高度的整合性,，因此在攝像頭領(lǐng)域還是得到了廣泛的應(yīng)用,。

　　現(xiàn)在的CMOS并不比一般CCD差，但是CMOS工藝還不是十分成熟,，普通的CMOS 一般分辨率低而成像較差,。

　　目前的情況是，許多低檔入門型的數(shù)碼相機(jī)使用廉價(jià)的低檔CMOS芯片,，成像質(zhì)量比較差,。普及型、型及專業(yè)型數(shù)碼相機(jī)使用不同檔次的CCD,，個(gè)別專業(yè)型或準(zhǔn)專業(yè)型數(shù)碼相機(jī)使用的CMOS芯片,。代表成像技術(shù)未來(lái)發(fā)展的X3芯片實(shí)際也是一種CMOS芯片。

　　CCD與CMOS孰優(yōu)孰劣不能一概而論,，但一般而言,，普及型的數(shù)碼相機(jī)中使用CCD芯片的成像質(zhì)量要好一些。

　　3,、如何看待CCD的一些主要技術(shù)參數(shù)?

　　CCD的主要技術(shù)參數(shù)有CCD尺寸,，有效像素，信噪比,，采集位數(shù)等,。其中CCD尺寸與信噪比都是影響成像的關(guān)鍵因素，尺寸越大能接受的信號(hào)就越多,。而熱噪音越低,，信噪比就越高，成像質(zhì)量也就越好,。采集位數(shù)指色彩灰度的表達(dá)范圍,。如采集位數(shù)為8則表示有2的8次方數(shù)量的灰度來(lái)還原色彩。

　　4.什么是分辨率,，它與像素值有什么關(guān)系?

　　分辨率的大小和像素值是分不開的，像素值是指CCD能分辨到的zui小的感光元件,，我們平時(shí)說(shuō)的多少萬(wàn)像素就是這些感光元件的個(gè)數(shù)了,。

　　所以一般來(lái)講像素越多，成像也就越清晰細(xì)膩,，當(dāng)然這其中還要受許多因素限制,。但是高像素也不一定是好的CCD，其原因就是像素大?。≒ixelSize）,，也是很重要的因素，相同數(shù)目的像素,，排列越密集,，像素之間就越容易出現(xiàn)電流干擾，容易出現(xiàn)"噪點(diǎn)"等干擾成像質(zhì)量的現(xiàn)象出現(xiàn),。由于制造工藝的限制,，增加尺寸,，成本將會(huì)以幾何級(jí)數(shù)提高,。

　　現(xiàn)在大部分廠家的CCD為了提高圖像的靈敏度,，會(huì)使用像素合并的技術(shù)，像素合并是一種非常有用的功能,，它可被用來(lái)提高像素的大小和靈敏度。

　　5.什么是動(dòng)態(tài)范圍值,，它如何反映CCD的性能?

　　動(dòng)態(tài)范圍決定著你能否同時(shí)在一張膠上同時(shí)看到強(qiáng)的信號(hào)和弱的信號(hào),，而且他們之間能保持比較好的定量關(guān)系,。一般動(dòng)態(tài)范圍采用數(shù)量級(jí)來(lái)表示，這個(gè)數(shù)越大,，表明動(dòng)態(tài)范圍越寬,。

　　灰階表示一種表征光亮度的方法，12bit表示從zui暗到zui亮等分為212=4096個(gè)級(jí)別,，16bit即分為216個(gè)級(jí)別，可見bit值越高能分出的細(xì)微差別越大,。目前來(lái)說(shuō),，市場(chǎng)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(wàn)像素左右,，對(duì)于真正的16bit,，而像素值又近400萬(wàn)的CCD是非常少見的。

　　簡(jiǎn)單的說(shuō),，動(dòng)態(tài)范圍表示在一個(gè)圖像中zui亮與zui暗的比值,。動(dòng)態(tài)范圍的值越高CCD性能越好.

　　6. 為什么需要制冷CCD，它適用于哪些情況?

　　在曝光超過5-10秒時(shí),，CCD芯片就會(huì)發(fā)熱,，沒有致冷設(shè)備的芯片，“熱”或者白的像素點(diǎn)就會(huì)遮蓋圖像,，圖像到處可見雪花,。

　　在相同滿井電子的CCD情況下，降低CCD噪音,，就能提高CCD的監(jiān)測(cè)能力,，熱或者暗電流對(duì)于CCD都是噪音，噪音在制冷 CCD中基本都可以被深度致冷的Peltier消除,。

　　CCD結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),、數(shù)字化的方法等都會(huì)影響噪音的產(chǎn)生。當(dāng)然通過改善結(jié)構(gòu),、優(yōu)化方法,，同樣能減少噪音的產(chǎn)生。

　　制冷CCD的適用性：熒光及化學(xué)發(fā)光本身較弱,，所以對(duì)CCD噪音的降低要求很高,，應(yīng)選用高分辨率數(shù)字冷卻CCD相機(jī)結(jié)合高通透鏡頭系統(tǒng)，使其能夠捕獲到信號(hào)極其微弱的熒光及化學(xué)發(fā)光樣品圖像,，并且能夠zui大程度的降低噪音,，減少背景，提供出色的圖像清晰度,。

　　另外可選激發(fā)光源及多位濾鏡輪擴(kuò)大了熒光/化學(xué)發(fā)光成像的應(yīng)用范圍,。所以一般在熒光及化學(xué)發(fā)光觀察時(shí)需要選擇制冷CCD。所以制冷CCD相機(jī)是分子影像成像分析系統(tǒng)的未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)和必須要求,。

　　7.什么是信噪比和暗電流,，它與CCD有什么關(guān)系?

　　提到制冷CCD ,我們就必須提到另外一個(gè)參數(shù)就是信噪比, 圖象的信噪比應(yīng)該等于信號(hào)與噪聲的功率譜之比;說(shuō)到信噪比就不得不提到暗電流了，因?yàn)榘惦娏魇菍?dǎo)致CCD噪音的很重要的因素,。

　　暗電流指在沒有曝光的情況下,，在一定的時(shí)間內(nèi)，CCD傳感器中像素產(chǎn)生的電荷,。我們?cè)谧龌瘜W(xué)發(fā)光檢測(cè)的時(shí)候,，需要的曝光的時(shí)候比較長(zhǎng)，這樣導(dǎo)致CCD產(chǎn)生較多的暗電流，對(duì)圖像的質(zhì)量影響非常大,。

　　通常情況下,，通過降低CCD的溫度來(lái)zui大限度的減少暗電流對(duì)成像的影響。CCD產(chǎn)生的暗電流隨著溫度下降而減少,，但是在-23℃下曲線開始趨于平緩,，由此可以看出溫度并非需要無(wú)休止的降低的,。所以在選擇冷CCD時(shí),，溫度在-25℃（溫度，非室溫以下）下一般就可以達(dá)到您的要求了,。

　　有的CCD是在圖像zui終生成后,，通過軟件去背景來(lái)扣除暗電流，對(duì)于信號(hào)遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于背景的有一定效果,，但是對(duì)于弱信號(hào)處理過程中會(huì)產(chǎn)生越來(lái)越多的錯(cuò)誤,。

　　8.什么是量子效率?

　　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(shì)阱中所積累的電荷數(shù)與入射到像素表面上的光子數(shù)之比,。不同結(jié)構(gòu)的CCD其量子效率差異很大,。值得注意的是CCD的量子效率與入射光的波長(zhǎng)有關(guān)。動(dòng)態(tài)范圍的值越高CCD性能越好.

　　9.如何選擇光學(xué)鏡頭?

　　光學(xué)鏡頭是機(jī)器視覺系統(tǒng)中*的部件,，直接影響成像質(zhì)量的優(yōu)劣,，影響算法的實(shí)現(xiàn)和效果。光學(xué)鏡頭規(guī)格繁多,，有時(shí)不免頭暈,。光學(xué)鏡頭從焦距上可分為短焦鏡頭、中焦鏡頭,，長(zhǎng)焦鏡頭;從視場(chǎng)大小分有廣角,、標(biāo)準(zhǔn)，遠(yuǎn)攝鏡頭;結(jié)構(gòu)上分有固定光圈定焦鏡頭,，手動(dòng)光圈定焦鏡頭,，自動(dòng)光圈定焦鏡頭，手動(dòng)變焦鏡頭,、自動(dòng)變焦鏡頭,，自動(dòng)光圈電動(dòng)變焦鏡頭，電動(dòng)三可變（光圈,、焦距,、聚焦均可變）鏡頭等。

　　10.常用的數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞绞鞘裁?

　　IEEE1394總線是一種目前為止zui快的高速串行總線,，火線（IEEE1394）支持的傳輸速率有100Mbps,200Mbps,，400Mbps，zui高的傳輸速度為400Mbps/s。對(duì)于各種需要大量帶寬的設(shè)備提供了專門的優(yōu)化,，接口可以同時(shí)連接63個(gè)不同設(shè)備,，IEEE1394同USB一樣，支持帶電插撥設(shè)備,。IEEE1394同樣支持即插即用,，現(xiàn)在的WIN98SE、WIN2000,、WINME,、WIN XP都對(duì)IEEE1394支持的很好，在這些操作系統(tǒng)中用戶不用再安裝驅(qū)動(dòng)程序,，也能使用IEEE1394設(shè)備,。

　　11.軟件功能包括哪幾個(gè)方面?

　　選擇好成像系統(tǒng)后，配套的軟件選擇也很重要,。硬件設(shè)備再好,，如果不配上好的軟件，也無(wú)法發(fā)揮它應(yīng)有的功能,。作為凝膠成像系統(tǒng)軟件功能和用途都基本相似,，這里我們介紹一下zui關(guān)注的幾個(gè)特點(diǎn)：

　　A、軟件的基本功能：可對(duì)不同樣品,，如條帶,，斑點(diǎn)，細(xì)菌克隆,，芯片,，細(xì)胞或者活體動(dòng)物等，進(jìn)行定性,、定量分析,，加批注，輸出圖像等操作,。

　　B,、圖像采集方式：對(duì)于化學(xué)發(fā)光或多色熒光產(chǎn)品，軟件應(yīng)具備電影模式,，可以進(jìn)行圖像多禎累計(jì)功能來(lái)增強(qiáng)線性動(dòng)態(tài)范圍和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度,。

　　C、操作簡(jiǎn)便,，軟件應(yīng)具備操作輔助工具,，使軟件操作更簡(jiǎn)單易用。采用三步式泳道及條帶分析,，可以快速計(jì)算蛋白質(zhì)和核酸的分子量及含量,。

　　D,、數(shù)據(jù)庫(kù)功能也是*的，這樣可以檢索,、分類或比較所有生成的圖像,。可利用不同的顯示算法程序圖像化顯示條帶差異,。

　　E,、曝光方式：應(yīng)采用單一曝光、多重曝光,，累計(jì)曝光,，延時(shí)（定時(shí)）曝光多種模式可選。

　　F,、記憶功能：軟件能記憶并自動(dòng)調(diào)用成像數(shù)據(jù),，這樣你不用每次設(shè)置就能獲得重復(fù)性好的結(jié)果,。

　　G,、軟件應(yīng)配備兩套以上，使用單機(jī)版,，多用戶版或網(wǎng)絡(luò)版,，用戶可彼此獨(dú)立操作，互不干擾,，互不混淆,。

　　12、為何要采用自動(dòng)變焦鏡頭,，有何意義?

　　自動(dòng)變焦鏡頭無(wú)需手動(dòng)調(diào)節(jié),，可操作性強(qiáng)，同時(shí)也減少了EB潛在的污染機(jī)會(huì),。再者使得將CCD內(nèi)置成為了可能,，從而達(dá)到防灰防塵防震的目的，更好地保護(hù)了核心部件延長(zhǎng)產(chǎn)品的使用壽命,。

　　13,、紫外對(duì)人體有傷害，是否具有防護(hù)措施?

　　紫外對(duì)人體,，特別是眼睛有一定傷害,，TOCAN凝膠成像系統(tǒng)具備紫外防護(hù)設(shè)施，在紫外燈開啟的狀態(tài)下,，如不慎打開暗箱,，紫外燈會(huì)自動(dòng)熄滅防止對(duì)人體的傷害。

　　14,、能否在凝膠成像上直接切膠?

　　TOCAN凝膠成像可以,，如需直接切膠，首先按系統(tǒng)中間的觀察窗，打開裝有進(jìn)口防紫外玻璃的觀察窗口,，然后打開左右兩側(cè)專為割膠所設(shè)計(jì)的小門,，即可進(jìn)行切膠操作。

　　15,、如何調(diào)節(jié)焦距,聚焦,光圈以獲得高質(zhì)量的圖片?

　　三個(gè)zui重要的可調(diào)參數(shù)分別是焦距,，聚焦和光圈。其中焦距調(diào)節(jié)清晰度,，聚焦調(diào)節(jié)圖像大小,，光圈調(diào)節(jié)明暗。一般先把光圈調(diào)節(jié)到適宜的亮度后,，再調(diào)節(jié)聚焦將圖像放到zui大,，zui后調(diào)解焦距，在圖像較大的情況下焦距比較容易調(diào)節(jié)到zui清晰狀態(tài),，然后再把圖像縮放在適宜大小后成像即可,。