新奇的光電生物傳感器SiPM

由于在-32V偏壓下，CD 通常是在 10 - 100 fF范圍內，所以，假設nph=1,VBD = -28V,單個光電頻譜內的峰值間隔測量值大約是3.50·10-13,對應的增益值為2.2·106.不過，當硅光電增管偏壓上升時，記錄的增益和噪聲測量值都會提高，為確保最佳的信噪比，我們必須找到一個折衷的解決方案。因為CY5吸收波長和發射波長十分拉近(分別為650 nm和670 nm)，所以集成化檢測器難以實現。熒光壽命短暫(1÷3ns)需要實現更加復雜的控制和管理電路。另一方面，可以選用一個不同的熒光染料，例如，Ru(bpy)32+,因為吸收和發射峰值之間的巨大差距(分別為450 nm和630 nmy)和長壽命(大約360 ns)，該新型染料讓人們能夠降低對光學和電子器件的工作條件的要求。

　　圖4(a) 30% CY5溶液(藍線)和40% CY5溶液(紅線) 在20°- 90°位置的熒光特性; (b) 700μg/ml Ru(bpy)32+(綠線)溶液在20°- 90°位置的熒光特性

　　圖5:CY5熒光光子計數分布(藍線)，噪聲(紅線)

　　4. 結論

　　在本文中，意法半導體卡塔尼亞研發中心研制的硅光電倍增管可檢測生物樣本發射的弱熒光，用于研制易用的生化光學系統。此外，我們優化的生物傳感器方案可讓設備廠商研制非常緊湊的便攜光電系統。

　　通過多片產品定性分析，我們確定5×5像素有光溝槽的光電檢測器的暗計數和串擾概率最低，最適合我們的應用要求。脈沖式測量方法的結果證明，硅光電倍增管可用作光子計數器，還用于生物感測設備。硅光電倍增管和u(bpy)32+ 創新染料的特性讓我們能夠最大限度縮減器件尺寸，為片上實驗室應用創造機會。