使用光纤锥进行蛋白质晶体学的大孔径 CCD X 射线探测器

引用

本文的完整引用（采用提供的来源摘录中的格式）如下：

M.G. Strauss、E.M. Westbrook、I. Naday、T.A. Coleman、M.L. Westbrook、D.J. Travis、R.M. Sweet、J.W. Pflugrath 和 M. Stanton，“基于 CCD 的同步加速器 X 射线蛋白质晶体学探测器”，《核仪器与方法》，第 15 卷A297，第275-295页，1990年。

关键词

• 基于CCD的探测器
• 蛋白质晶体学
• 同步加速器X射线
• 光纤锥体
• 图像增强器
• 探测量子效率 (DQE)
• 空间分辨率
• 动态范围
• 衍射图像
• 溶菌酶晶体
• 肌球蛋白头晶体

简介

本文重点介绍了基于CCD的X射线探测器的设计和性能，该探测器用于使用同步加速器X射线源进行蛋白质晶体学研究，并未提及光纤板耦合无铅钙钛矿X射线相机、低剂量率成像或牙科诊断。本文描述了一种探测器，该探测器使用荧光屏将X射线转换为可见光，用光纤锥体缩小光像，用图像增强器增强光像，最后将其聚焦到CCD上进行数据采集。作者报告称，该探测器在同步加速器上进行了测试，其探测量子效率 (DQE) 达到 0.36，动态范围达到 10,000。

摘要

科学家们开发了一种用于蛋白质晶体学的新型 X 射线探测器，该探测器采用电荷耦合器件 (CCD)。该探测器在美国国家同步加速器光源 (NSLS) 上进行了测试，并在记录蛋白质晶体的高质量衍射数据方面表现出色。
探测器工作原理：该探测器使用光纤锥将 X 射线聚焦到 CCD 上。这种设计允许使用大孔径，这对于分辨紧密间距的布拉格斑点至关重要。该探测器还集成了一个图像增强器以提高灵敏度。
主要发现：

• 该探测器的探测量子效率 (DQE) 达到 0.36，这意味着它可以探测到 36% 的入射 X 射线光子。
• 它的动态范围为 10,000，因此能够测量各种强度的 X 射线。
• 空间分辨率约为 160 µm，受限于 CCD 的像素尺寸。
• 该探测器已成功用于收集鸡蛋清溶菌酶和肌球蛋白晶体的衍射数据。

局限性及未来改进：

• 光纤锥和透镜系统会给图像带来一些失真和不均匀性。未来的设计可以使用更大的 CCD 阵列来减少或消除缩小放大的需要。
• 研究人员还发现，需要提高荧光粉的光输出和模数转换器 (ADC) 的精度。

来源：https://www.osti.gov/servlets/purl/5992273