PMT APD,PMT和CCD的介绍

Azure Biosystems是一家服务于生命科学的创新型公司，其成像产品体现了创新、高科技、颠覆的精神。在原有的C系列多功能成像系统的基础上，我们引入了Azure Sapphire双模多光谱激光成像系统。每个通道使用专用检测器，PMT用于蓝、荧光屏扫描成像，三个独立的APD检测器用于绿、红、近红外荧光扫描检测，CCD检测器用于超灵敏化学发光检测。

蓝宝石为什么要对每个通道使用专用检测，有什么优势？

光电倍增管(PMT)和雪崩光电二极管(APD)是扫描成像系统中常用的光学元件。

光电倍增管探测器是光子器件中的重要产品，是一种具有极高灵敏度和超快时间响应的光学探测器。光电倍增管是真正的空器件。它由光阴极、聚焦电极、电子倍增器和电子收集器组成。光照射光电阴极时，光电阴极激发光电子为真空。这些光电子根据聚焦电极电场进入倍增系统，被进一步的二次发射倍增放大。然后放大的电子被阳极收集，作为信号输出。由于二次发射倍增系统，PMT在300-500nm范围内具有最好的信噪比和最高的量子转换效率，但在红外和近红外区域量子转换速率和信噪比极低。因此，光电倍增管在检测紫外和可见光中的蓝光时具有极高的灵敏度和极低的噪声(图1)。蓝宝石在蓝光区使用PMT探测器，量子转化率高，获得更高的灵敏度。

光电倍增管检测器

光谱效应:300至850纳米

最大量子转换效率:420纳米

图1

APD探测器是激光通信中使用的光敏元件。当对由硅或锗制成的光电二极管的pn结施加反向偏置时，入射光被pn结吸收以形成光电流。增加反向偏置电压会引起雪崩(即光电流呈指数增长)，所以这种二极管称为雪崩光电二极管。在400-1100nm的波长范围内，APD比PMT具有更高的量子转换效率和更高的灵敏度，这种扩展的光谱响应可以用来扩展扫描系统的工作波长范围(图2)。APD探测器比真空管PMT小，在高偏压下工作的APD也有类似PMT的内部增益机制，对每个初始光电子产生大的输出电流。APD探测器具有超低噪声、高速、高互阻抗增益和高灵敏度的特点，因此主要用于可见红绿荧光和近红外荧光的检测。因此，蓝宝石配备了三个独立的APD探测器进行长波长检测，信噪比更好，检测灵敏度更高。

图2。APD和PMT探测器的量子效率。下轴上的条表示405纳米、488纳米和532纳米的典型激发波长。632纳米和785纳米。商业染料的发射波长范围和量子点的发射峰显示在图的顶部。

(《雪崩光电二极管和光电倍增管探测器的比较》，威廉·劳伦斯，久拉·瓦拉迪亚，2008年，)

目前商用扫描成像系统只有一种探测模式，蓝宝石双模多光谱激光成像系统的出现打破了这种模式。除了扫描成像模式，蓝宝石还标配了一个610万像素的强制冷电荷耦合器件检测器和用于全光谱成像的大孔径，用于高灵敏度化学发光检测。因为化学发光是一个信号积累的过程，如果用扫描成像，信号采集和成像不同步，信号丢失严重。

电荷耦合器件是电荷耦合器件的图像传感器。它由高灵敏度的半导体材料制成，可以将光转换成电荷，并通过模数转换器芯片将其转换成数字信号。它可以轻松地将数据传输到计算机，并通过计算机处理根据需要和想象修改图像。CCD由许多感光单元组成，通常以百万像素为单位。当电荷耦合器件表面被光照射时，每个光敏单元都会将电荷反射到元件上，所有光敏单元产生的信号叠加在一起，形成一幅完整的图像。

Azure Sapphire为客户提供三种检测器，让他们的样品在任何极端的检测环境下都不会丢失样品信息。实现无与伦比的灵敏度，获得高质量的图片。