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JSSC 2006第11期Medical & Bio

Active CMOS Array Sensor for Time-Resolved Fluorescence Detection

设计了一种用于时间分辨荧光检测的CMOS生物传感器阵列,无需外部读取器即可实现高灵敏度检测。
光子密度低至49/53 cm/50,动态范围超过74 dB,亚纳秒级时间分辨率
CMOS生物传感器时间分辨荧光高动态范围亚纳秒分辨率荧光检测
创新点1:无需外部读取器的时间门控荧光检测(方法创新)。该设计通过集成CMOS阵列传感器实现了时间门控荧光检测,消除了传统大型外部读取器的需求,显著降低了系统复杂性和成本。
创新点2:高动态范围(74 dB)的荧光信号检测(电路创新)。通过优化的电路设计和信号处理技术,传感器能够覆盖广泛的荧光强度范围,适用于高灵敏度和高动态范围的检测场景。
创新点3:亚纳秒级时间分辨率(系统创新)。传感器具备亚纳秒级的时间分辨率,能够精确捕捉荧光信号的快速变化,为时间分辨荧光光谱分析提供了高精度的时序控制。
创新点4:低光子密度检测能力(性能创新)。传感器对光子密度的检测下限极低(/49/53 cm/50),结合子采样和平均技术,显著提升了检测灵敏度,适用于微弱荧光信号的检测。
Abstract
Surface-based sensing assays based on fluores- cence-based detection have become commonplace for both environmental and biomedical diagnostics. Traditional array scanners are expensive, large, and complex instruments. This paper describes the design of an active CMOS biosensor sub- strate for fluorescence-based assays that enables time-gated, time-resolved fluorescence spectroscopy without the need for an external reader. The array is sensitive to photon densities as low as /49 /49/53 /49/48/56 cm