體外診斷(IVD)系統(tǒng)依賴光學(xué)接收器技術(shù)來獲得高靈敏度的具體診斷結(jié)果，諸如ELISA和PCR等成熟技術(shù)即利用熒光光學(xué)接收鏈來執(zhí)行診斷檢測。同樣的，護理點即時檢測(PoC)也采用光學(xué)接收器作為強有力的工具來創(chuàng)建準確、靈活、快速的系統(tǒng)以獲取結(jié)果。本文詳細介紹了設(shè)計光學(xué)PoC接收鏈時需考慮的關(guān)鍵因素，闡釋了集成式光學(xué)前端能滿足這些性能需求的原因及相應(yīng)的關(guān)鍵優(yōu)勢——助力構(gòu)建適應(yīng)未來需求的平臺。
基于熒光方法的診斷檢測需要借助一個閾值去檢測熒光。如果接收的熒光信號低于閾值水平，則無法確定樣本中存在目標分析物。系統(tǒng)中的電子器件和一些其他因素可能產(chǎn)生背景噪聲使得閾值增高。為降低閾值水平，同時持續(xù)穩(wěn)定地獲得更出色的靈敏度而不犧牲選擇性，我們需要謹慎設(shè)計光學(xué)檢測系統(tǒng)，確保信號鏈不會提高背景噪聲的水平。
圖2. 典型的PoC診斷熒光檢測系統(tǒng)。
集成式光學(xué)前端具有明顯優(yōu)勢，但是，如何衡量低光度熒光應(yīng)用中光學(xué)前端的性能并不簡單。單純考量集成式光學(xué)前端的信噪比(SNR)并不能揭示光學(xué)接收器的真實性能，這是由于光照水平通常很低，因此光學(xué)前端的絕對本底噪聲而非SNR才是關(guān)鍵參數(shù)。盡管1/f噪聲分量會限制均值方法對本底噪聲的改善程度，但我們還是可以基于熒光測量的時標采用均值方法降低本底噪聲。因此，絕對暗電流噪聲特別是閃爍噪聲是主要的考量因素。許多集成式光學(xué)AFE的數(shù)據(jù)手冊都未給出整個系統(tǒng)（包括PD）的暗電流噪聲，因此我們需要單獨測量該值。
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