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高灵敏度化学发光成像系统是一种基于化学发光原理,通过高灵敏度检测技术对生物分子(如蛋白质、核酸)进行定性和定量分析的高端成像设备。其核心是通过化学发光反应产生的微弱光信号进行捕获、放大和分析,广泛应用于蛋白质印迹(Western Blot)、核酸杂交、细胞成像等领域,尤其适用于低丰度靶标的检测。以下从定义、结构组成、工作原理、功能特点、应用场景、产品分类及注意事项等方面展开介绍:
一、定义与基本作用
高灵敏度化学发光成像系统是一种利用高灵敏度制冷型CCD(电荷耦合器件)相机或CMOS传感器,结合优化光学系统和信号处理算法,对化学发光反应产生的微弱光信号进行高精度捕获、放大和分析的成像设备。其核心作用是通过检测化学发光标记物(如辣根过氧化物酶HRP催化的鲁米诺发光)产生的光信号强度,实现对生物分子(如蛋白质、DNA、RNA)的定性(是否存在目标分子)、定量(分子量或浓度分析)及定位(细胞内分布)研究,尤其适用于低丰度靶标的高灵敏检测(如pg级蛋白或fg级核酸)。
二、结构组成
典型的化学发光成像系统由以下核心组件构成:
1. 成像核心部件
高灵敏度制冷型CCD/CMOS相机:
制冷技术:采用半导体热电制冷(Peltier)或液氮制冷,将传感器温度降至-20℃至-80℃甚至更低,显著降低暗电流噪声(低温下暗电流可降低10-100倍),提升微弱光信号检测能力;
量子效率(QE):针对化学发光波长(通常400-600nm)优化,QE可达80%-95%,最大限度捕获光子;
像素分辨率:高分辨率传感器(如2048×2048像素,像素尺寸≤9μm),支持高倍镜下微小样本的细节成像。
光学镜头:
低畸变广角镜头:覆盖大视野(如10×10cm凝胶或Western Blot膜),同时减少图像边缘畸变;
高数值孔径(NA):提升光通量(如NA≥0.8),增强对微弱信号的收集效率;
自动对焦与变焦:适配不同厚度样本(如凝胶、细胞培养皿)。
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