實時熒光定量PCR儀的光學系統(tǒng)是其實現(xiàn)精準核酸定量的核心模塊，由光源、濾光片與檢測器三大核心組件構成，通過協(xié)同工作實現(xiàn)熒光信號的精準采集與分析。
光源是光學系統(tǒng)的能量基礎，現(xiàn)代儀器普遍采用高亮度、長壽命的LED或白光半導體光源。LED光源具備單色性好、能耗低、壽命長的優(yōu)勢，無需頻繁更換，且通過多色LED陣列可實現(xiàn)多通道同時檢測，滿足復雜實驗需求；白光半導體光源則通過等距光纖傳輸光線，確保不同孔位光照均勻性，消除邊緣效應，提升檢測一致性。
濾光片組是光學系統(tǒng)的“光譜閘門”，由激發(fā)濾光片和發(fā)射濾光片組成。激發(fā)濾光片僅允許特定波長（如494nm）的光通過，激活熒光基團；發(fā)射濾光片則過濾雜散光，僅捕獲目標波長（如522nm）的熒光信號。現(xiàn)代濾光片采用窄帶設計，帶寬可窄至0.4nm，矩形度（通帶與阻帶過渡區(qū)陡峭度）達0.8以上，有效抑制相鄰通道信號串擾，確保多通道檢測的準確性。
檢測器是光學系統(tǒng)的信號轉換核心，主流技術包括光電倍增管（PMT）和CMOS傳感器。PMT具有單光子級靈敏度，適合低拷貝數(shù)樣本檢測，但動態(tài)范圍較窄；CMOS傳感器則兼顧高靈敏度與寬動態(tài)范圍（如16-bit量化），可同時檢測強弱信號，且支持全孔位并行檢測，大幅提升通量。部分儀器采用PMT掃描機制，通過機械轉動逐孔檢測，雖速度較慢但信噪比優(yōu)異；全孔位并行檢測的CMOS陣列則顯著縮短實驗時間，提升效率。
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