從活體成像技術(shù)看溫度對(duì)CCD的重要性

活體成像技術(shù)的出現(xiàn)，使得對(duì)分子及細(xì)胞生物學(xué)的研究不再只是像原來一樣只局限于在體外進(jìn)行，研究人員通過活體成像技術(shù)完全可以清晰的觀察到體內(nèi)的基因表達(dá)和細(xì)胞活動(dòng)，因此，這項(xiàng)技術(shù)被廣泛地應(yīng)用于醫(yī)學(xué)以及生物學(xué)的研究領(lǐng)域。而這個(gè)活體成像技術(shù)最早是美國斯坦福大學(xué)的科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)的，他們通過在密閉性好的暗箱中采用背部薄化、背照射冷CCD的方式，使對(duì)活體動(dòng)物體內(nèi)監(jiān)控變成了現(xiàn)實(shí)。

活體成像技術(shù)是由于背部薄化、背照射冷CCD的產(chǎn)生而實(shí)現(xiàn)的，所以，我們可以說如果沒有背部薄化、背照射冷CCD，就根本不會(huì)有活體動(dòng)成像技術(shù)的誕生和發(fā)展。為了保證活體成像技術(shù)的有效進(jìn)行，CCD的靈敏度與信噪比的不斷提高是至關(guān)重要的，而CCD溫度越低，暗電流和電子噪聲越小，相應(yīng)的信噪比就會(huì)越高，而靈敏度也就相應(yīng)得到了提高。因此，CCD的溫度可以說是活體成像技術(shù)的核心影響因素。

背部薄化、背照射冷CCD正是因?yàn)槠鋼碛谐�低溫度的CCD芯片，很大程度上增強(qiáng)了信噪比，這才足以影響到了活體成像技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展，而且此CCD對(duì)動(dòng)物微弱發(fā)光還具有極高的靈敏度，雙重利好因素的影響下，這項(xiàng)技術(shù)就達(dá)到了最好的效果，一時(shí)之間就得到了廣泛的青睞與應(yīng)用，在腫瘤學(xué)、基因治療學(xué)等領(lǐng)域取得了很大的成就，極大的促進(jìn)了生物醫(yī)學(xué)在分子成像方面的發(fā)展。

綜上所述，我們通過活體成像技術(shù)看到了溫度對(duì)CCD的重要性。CCD的信噪比隨溫度降低而升高。從熱力學(xué)角度來分析的話，溫度越高，電子產(chǎn)生的動(dòng)能越大，光電轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)移的過程中的無作用信號(hào)越多，則CCD成像過程中的噪聲影響越嚴(yán)重，信噪比就會(huì)急劇降低。反之，溫度降低，則信噪比就會(huì)升高；溫度降低可防止CCD老化。眾所周知，高溫會(huì)加速電子器件的老化，這也是為什么很多廠商為了降低溫度對(duì)CCD信噪比的影響，而為CCD安裝散熱裝置的原因；高溫可形成暗電流。溫度越高，暗電流產(chǎn)生的可能性越大，而暗電流的形成會(huì)影響到CCD的靈敏度，不利于生成高品質(zhì)圖像。