ccd基础知识

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1、电荷耦合器件是电荷耦合器件是70年代初由美国贝尔实验研制成功的一种新型半年代初由美国贝尔实验研制成功的一种新型半导体器件，缩写或简写为导体器件，缩写或简写为CCD。这种器件的突出特点是以电荷作。这种器件的突出特点是以电荷作为信号，而不同于其它大多数器件是以电流或电压为信号。为信号，而不同于其它大多数器件是以电流或电压为信号。CCD有线阵和面阵两种形式，是一种半导体集成器件。有线阵和面阵两种形式，是一种半导体集成器件。它由它由MOS光敏元、移位寄存器、电荷转移栅等部分光敏元、移位寄存器、电荷转移栅等部分组成组成。它可以把光信息转换成电脉冲信号，而且每个脉冲只反映一个光敏元它可以把光信息转换成电脉

2、冲信号，而且每个脉冲只反映一个光敏元的受光情况，脉冲幅度的高低反映了该光敏元受光照的强弱，输出脉的受光情况，脉冲幅度的高低反映了该光敏元受光照的强弱，输出脉冲的顺序可以反映光敏元的位置，这样就起到了图像传感的作用。冲的顺序可以反映光敏元的位置，这样就起到了图像传感的作用。它的基本功能是电荷的存储与电荷的转移。因此它工作过程的主要问它的基本功能是电荷的存储与电荷的转移。因此它工作过程的主要问题就是信号电荷的产生、存储、传输和检测。题就是信号电荷的产生、存储、传输和检测。指纹机指纹机风云一号卫星可以对风云一号卫星可以对 地球上空的云层分布地球上空的云层分布 进行逐行扫描进行逐行扫描CCD图像传感器

3、能实现信息的获取、转换和图像传感器能实现信息的获取、转换和视觉功能的扩展，能给出直观、真实、多层视觉功能的扩展，能给出直观、真实、多层次的内容丰富的可视图像信息，被次的内容丰富的可视图像信息，被。单片一亿像素的单片一亿像素的CCD一一MOS光敏元的工作原理光敏元的工作原理所谓所谓MOS结构一般都以硅作为半导体衬底，在其上热生长一层二氧结构一般都以硅作为半导体衬底，在其上热生长一层二氧化硅化硅(SiO2)，并在二氧化硅上面淀积具有一定形状的金属层。因为它，并在二氧化硅上面淀积具有一定形状的金属层。因为它是由金属是由金属(M)氧化物氧化物(O)半导体半导体(S)三层所组成，故称三层所组成，故称MO

4、S结构。结构。“耗尽区耗尽区”“势阱势阱”光敏单元或一个像素光敏单元或一个像素电荷包电荷包n构成构成CCD的基本单元是的基本单元是MOS(金属金属-氧化物氧化物-半导体半导体)电容器电容器n电荷耦合器件工作在电荷耦合器件工作在瞬态瞬态和和深度耗尽状态深度耗尽状态 CCD图像传感器的分类图像传感器的分类1.线阵线阵CCD外形外形 2.面阵面阵CCD面阵面阵CCD能在能在x、y两个方向都能实现电子自扫描，可以获得二维图像。两个方向都能实现电子自扫描，可以获得二维图像。目前，面型目前，面型CCD图像传感器使用得越来越多，所能图像传感器使用得越来越多，所能生产的产品的单元数也越来越多，已达生产的产品的

5、单元数也越来越多，已达10241024像元。我国也能生产像元。我国也能生产512320像元的像元的面型面型CCD图像传感器。图像传感器。CCD数码相机的外形数码相机的外形CCD相机的两个重要参数相机的两个重要参数对光的敏感度对光的敏感度 1.芯片材质芯片材质 2.单位像素尺寸单位像素尺寸帧速度帧速度 1.曝光时间曝光时间 2.芯片的传输速度芯片的传输速度芯片的传输方式决定的芯片的传输方式决定的有效像素多，拍摄的图像精度更高有效像素多，拍摄的图像精度更高帧频高，速度快，拍摄的运动过程更细致帧频高，速度快，拍摄的运动过程更细致CCD的芯片的图像质量要优于的芯片的图像质量要优于CMOS，但速度比，但

6、速度比CMOS慢。慢。像素尺寸大，能够更多地接收光子，不容易饱和像素尺寸大，能够更多地接收光子，不容易饱和对于高精密测量，应尽量使用整个像素面积都感光的芯片对于高精密测量，应尽量使用整个像素面积都感光的芯片使用多通道传输的芯片，能提高传输速度使用多通道传输的芯片，能提高传输速度CCD数码照相机的结构数码照相机的结构三基色分离原理三基色分离原理CCDCCD数码相机的结构解剖数码相机的结构解剖（索尼（索尼F828）CCD数码摄像机数码摄像机 带红外带红外LED照照明的明的CMOS视视频摄像头频摄像头CMOS视频摄像头视频摄像头CCD单元与线阵列结构的示意图单元与线阵列结构的示意图移位寄存器由金属电

7、极、氧化物介质及半导体三部分组成，也是移位寄存器由金属电极、氧化物介质及半导体三部分组成，也是MOS结构，但不能使它受光照射，应防止外来光线的干扰。结构，但不能使它受光照射，应防止外来光线的干扰。二移位寄存器二移位寄存器(即信号电荷的传输即信号电荷的传输)1、移位寄存器的工作原理、移位寄存器的工作原理 如图四个彼此紧密排列的如图四个彼此紧密排列的MOS结构：结构：2V2V2V10V123t=t1=02V2V 10V 10V123t=t22V2V2V10V123t=t3分析可知，从分析可知，从t1到到t3时间里，深势阱从时间里，深势阱从1电极下转移到电极下转移到2电极下，势阱电极下，势阱中的信号

8、电荷也向右传输了一位，如果不断地改变电极上的电压，中的信号电荷也向右传输了一位，如果不断地改变电极上的电压，就能使信号电荷可控地一位位的按顺序传输。就能使信号电荷可控地一位位的按顺序传输。CCD中电荷包的转移是由各极板下面的势阱不对称和势阱耦中电荷包的转移是由各极板下面的势阱不对称和势阱耦合引起的。合引起的。将线阵列各极板分为三组，然后分别加以相位不同的时钟脉将线阵列各极板分为三组，然后分别加以相位不同的时钟脉冲驱动，这即是所谓的三相冲驱动，这即是所谓的三相CCD。这时，由于同一时刻三相脉冲的电平不同，各极板下面所造这时，由于同一时刻三相脉冲的电平不同，各极板下面所造成的势阱深度也就不同。成的

9、势阱深度也就不同。从而电荷包就要沿着表面从电势能高的地方向电势能低的地从而电荷包就要沿着表面从电势能高的地方向电势能低的地方流动。方流动。对于多电极，如图在二氧化硅表面对于多电极，如图在二氧化硅表面排列多个金属电极排列多个金属电极a1、b1、c1；a an n、b bn n、c cn n等，每三个电极如等，每三个电极如a1、b1、c1组成一个传输单元，在三个电极上组成一个传输单元，在三个电极上分别加上三相脉冲电压分别加上三相脉冲电压Ua、Ub、Uc，它们的波形如图。它们的波形如图。金属电极上所加正电压越大金属金属电极上所加正电压越大金属电极下的电场越强，多数载流子空电极下的电场越强，多数载流子

10、空穴被排斥的耗尽层越厚，对少数载穴被排斥的耗尽层越厚，对少数载流子电子则势阱越深流子电子则势阱越深 三相三相CCD的时钟波形刚好互相错开的时钟波形刚好互相错开T/3周期，因此时钟电压波形每变化周期，因此时钟电压波形每变化T/3周期，电荷周期，电荷包就要转移过一个极板，每变化一个周期，即转移过三个极板。包就要转移过一个极板，每变化一个周期，即转移过三个极板。输出装置输出装置：在靠近最右电极的一侧扩散一个：在靠近最右电极的一侧扩散一个N区作为收集区，它与衬底区作为收集区，它与衬底之间形成一个之间形成一个PN结。电源结。电源E通过通过R加在该结的两端，使它处于反偏状态。加在该结的两端，使它处于反偏状

11、态。该收集区收集最后一个电极该收集区收集最后一个电极cn下的电子，在电阻下的电子，在电阻R上就有电流流过，并上就有电流流过，并转换成电压的变化，输出一个脉冲。注意输出是串行的。转换成电压的变化，输出一个脉冲。注意输出是串行的。n信号电压是在浮置电平基础上的负电压；n每个电荷包的输出占有一定的时间长度To；n在输出信号中叠加有复位期间的高电平脉冲；n对CCD的输出信号进行处理时，较多地采用了取样技术，以去除浮置电平、复位高脉冲及抑制噪声。CCD输出信号的特点：输出信号的特点：如图，光敏区中产生的电荷，由转移门如图，光敏区中产生的电荷，由转移门Z控制转移至控制转移至a1、a2、-an极下的势阱。极

12、下的势阱。三光敏单元中的电荷向移位寄存器转移三光敏单元中的电荷向移位寄存器转移 现在来说明光敏单元中的电荷是怎样转移现在来说明光敏单元中的电荷是怎样转移(读出读出)至移位寄存器的。至移位寄存器的。问题：但如何解决光敏区中的光敏单元数与移位寄存器问题：但如何解决光敏区中的光敏单元数与移位寄存器的传输单元数相等，而转移电极的传输单元数相等，而转移电极Z只有一个矛盾呢只有一个矛盾呢?现以现以A-A截面的电极为例进行分析。很显然，它相似于移位寄存器中截面的电极为例进行分析。很显然，它相似于移位寄存器中的一个传输单元。如果在电极的一个传输单元。如果在电极a1、Z、a1上分别加上电压上分别加上电压Ua、U

13、z、Ua，它们的波形如图。则对应于，它们的波形如图。则对应于t0、t1、t2时刻的势阱波形同样可以得时刻的势阱波形同样可以得到。如图。到。如图。实用固体摄象器件都是在一块硅片上同时制作出光电二极管实用固体摄象器件都是在一块硅片上同时制作出光电二极管阵列和阵列和CCD移位寄存器两部分。移位寄存器两部分。光电二极管阵列专门用来完成光电变换和光积分，光电二极管阵列专门用来完成光电变换和光积分，CCD移位寄存器专门用来完成光生电荷转移。移位寄存器专门用来完成光生电荷转移。因为这种转移不是借助于外来的扫描，而是依靠驱动脉冲来因为这种转移不是借助于外来的扫描，而是依靠驱动脉冲来完成的，故也称为自扫描。完成

14、的，故也称为自扫描。根据光敏象素的排列方式，根据光敏象素的排列方式，CCD摄象器件分为线阵列和面阵摄象器件分为线阵列和面阵列两大类。列两大类。线阵列线阵列CCD摄象器件摄象器件单侧传输的特点单侧传输的特点:结构简单，但电荷包转移所经过的极板数多，结构简单，但电荷包转移所经过的极板数多，传输效率低。传输效率低。双侧传输的特点双侧传输的特点:结构复杂一些，但电荷包转移所经过的极板数结构复杂一些，但电荷包转移所经过的极板数只是单侧传输的一半，所以损耗小，传输效率高。只是单侧传输的一半，所以损耗小，传输效率高。一般光敏元位数少的片子，多采用单侧传输结构，而位数多的一般光敏元位数少的片子，多采用单侧传输

15、结构，而位数多的片子，则多采用双侧传输结构。片子，则多采用双侧传输结构。对于线阵列对于线阵列CCD摄象器摄象器件来说，不论是三相的件来说，不论是三相的还是二相的，都有单侧还是二相的，都有单侧传输和双侧传输两种结传输和双侧传输两种结构形式。构形式。转移次数多、效率低转移次数多、效率低,只适用于像只适用于像素单元较少的成像器件。素单元较少的成像器件。转移次数少一半，它的总转移效转移次数少一半，它的总转移效率大大提高。率大大提高。CCD以电荷作为信号，所以电荷信号的转移效率就成为以电荷作为信号，所以电荷信号的转移效率就成为其最重要的性能之一。把一次转移之后，到达下一个势阱中其最重要的性能之一。把一次

16、转移之后，到达下一个势阱中的电荷与原来势阱中的电荷之比称为电荷转移效率（的电荷与原来势阱中的电荷之比称为电荷转移效率（CTE）好的好的CCD具有极高的电荷转移效率，一般可达具有极高的电荷转移效率，一般可达0.9999953，所以电荷在多次转移过程中的损失可以忽略不计。所以电荷在多次转移过程中的损失可以忽略不计。转移效率转移效率 电荷包从一个势阱转移到下一个势阱时，有 部分的电荷转移过去，余下 部分没有被转移，称转移损失率 1n一个电荷量为Qo的电荷包，经过n次转移后的输出电荷量应为：nonQQn总效率为：nonQQ/好的好的CCD具有极高的电荷转移效率，一般可达具有极高的电荷转移效率，一般可达

17、0.9999953，所以电荷在多，所以电荷在多次转移过程中的损失可以忽略不计。次转移过程中的损失可以忽略不计。面阵列面阵列CCD摄象器件摄象器件 然后，光敏区开始进行第二帧的光积分，而暂存区则利用这个时间，将电荷包一然后，光敏区开始进行第二帧的光积分，而暂存区则利用这个时间，将电荷包一次一行地转移给次一行地转移给CCD移位寄存器，变为串行信号输出。当移位寄存器，变为串行信号输出。当CCD移位寄存器将其移位寄存器将其中的电荷包输出完了以后，暂存区里的电荷包再向下移动一行给中的电荷包输出完了以后，暂存区里的电荷包再向下移动一行给CCD移位寄存移位寄存器。当暂存区中的电荷包全部转移完毕后，再进行第二

18、帧转移。器。当暂存区中的电荷包全部转移完毕后，再进行第二帧转移。二维固体摄象器件中，电荷包转移情二维固体摄象器件中，电荷包转移情况与线阵列器件类似，只是它的形式况与线阵列器件类似，只是它的形式较多。有的结构简单，但摄象质量不较多。有的结构简单，但摄象质量不好，有的摄象质量好些，但驱动电路好，有的摄象质量好些，但驱动电路复杂，目前比较常用的形式是帧转移复杂，目前比较常用的形式是帧转移结构。结构。光敏区是由光敏光敏区是由光敏CCD阵列构成的，其阵列构成的，其作用是光电变换和在自扫描正程时间作用是光电变换和在自扫描正程时间内进行光积分，暂存区是由遮光的内进行光积分，暂存区是由遮光的CCD构成的，它的

19、位数和光敏区一一构成的，它的位数和光敏区一一对应，其作用是在自扫描逆程时间内，对应，其作用是在自扫描逆程时间内，迅速地将光敏区里整帧的电荷包转移迅速地将光敏区里整帧的电荷包转移到它里面暂存起来。到它里面暂存起来。CCD动态测量细丝直径的原理如图所示。动态测量细丝直径的原理如图所示。设所用的设所用的CCD有有N0个光敏元，每个光敏元个光敏元，每个光敏元的大小为的大小为13，计数器计数为，计数器计数为N，则细丝直，则细丝直径径D为：为：D13（N0-N）()CCD的应用的应用如测量大物体，可用二块如测量大物体，可用二块CCD，距离，距离固定为固定为L（如图（如图3.2.2-9所示），假定所示），假

20、定CCD1的计数值为的计数值为N1，CCD2的计数值的计数值为为N2，则，则 DL13N1+13(N0-N2)()测量玻璃管直径与壁厚测量玻璃管直径与壁厚玻璃管玻璃管CCD视频信号视频信号 由于玻璃管的透射率分布的不同，玻璃管成像由于玻璃管的透射率分布的不同，玻璃管成像的两条暗带最外边界距离为玻璃管外径大小，中间的两条暗带最外边界距离为玻璃管外径大小，中间亮带反映了玻璃管内径大小，而暗带则是玻璃管的亮带反映了玻璃管内径大小，而暗带则是玻璃管的壁厚像。壁厚像。成像物镜的放大倍率为成像物镜的放大倍率为，CCDCCD相元尺寸为相元尺寸为t t，上壁厚、下壁厚分别为上壁厚、下壁厚分别为n1n1、n2

21、n2，外径尺寸的脉冲，外径尺寸的脉冲数（即像元个数）为数（即像元个数）为N N，测量结果有：测量结果有：1122/dntdn tDN t 分别为上壁厚、分别为上壁厚、下壁厚，外径尺寸。下壁厚，外径尺寸。1d2dD线阵线阵CCDCCD进行工件尺寸测量进行工件尺寸测量 CCD作为一种基础器件，因能实现信息获取、转换和视觉作为一种基础器件，因能实现信息获取、转换和视觉功能的扩展，给出直观、真实、层次多、内容丰富的可视功能的扩展，给出直观、真实、层次多、内容丰富的可视图象信息，而得到了越来越广泛的应用，如汽车应用、监图象信息，而得到了越来越广泛的应用，如汽车应用、监控系统、机器人视觉、视频会议、指纹识

22、别系统、冲突避控系统、机器人视觉、视频会议、指纹识别系统、冲突避免系统、增强型自适应巡航控制、带相机的移动电话和医免系统、增强型自适应巡航控制、带相机的移动电话和医学图象识别等等。学图象识别等等。CCD的硅处理专用制作工艺与现今微电子器件的主流制的硅处理专用制作工艺与现今微电子器件的主流制作工艺不同；无法低成本地把控制处理电路集成在同一作工艺不同；无法低成本地把控制处理电路集成在同一图象芯片上，这也就造成了基于图象芯片上，这也就造成了基于CCD的图象系统体积庞的图象系统体积庞大和功耗大（大和功耗大（CCD可携式照相机功耗近可携式照相机功耗近10W）。）。CCD在市场上能保持优势的原因是：它的出

23、色的分辨率、较在市场上能保持优势的原因是：它的出色的分辨率、较高的动态范围、一致性好；低噪声和象素面积小。高的动态范围、一致性好；低噪声和象素面积小。现在现在CMOS技术在两个前沿获得突破：用于计算机和手提电话的技术在两个前沿获得突破：用于计算机和手提电话的低档产品和超高速、大规格的高档产品。从根本上说，考虑到视低档产品和超高速、大规格的高档产品。从根本上说，考虑到视频速率下的读出噪声和灵敏度问题，频速率下的读出噪声和灵敏度问题，CMOS图象传感器比图象传感器比CCD更有优势，有着更低的瞬态噪声，而且这个优势随着象素数目的更有优势，有着更低的瞬态噪声，而且这个优势随着象素数目的增大而更加明显。

24、增大而更加明显。CMOS图象传感器的部分性能仍有不及图象传感器的部分性能仍有不及CCD 之处，人们解决之处，人们解决了众多的技术难题以求提高了众多的技术难题以求提高CMOS图象传感器的性能，以合图象传感器的性能，以合理的成本减少理的成本减少CMOS和和CCD成象性能的差距，使之在许多应成象性能的差距，使之在许多应用领域替代用领域替代CCD。CCD与与CMOS比较比较从以上的对比可以看出：从以上的对比可以看出：CCD在图像的质量上更有优势。而常见的高速相机则会采用CMOS芯片。CCDCMOS电路更改电路更改方便方便固定固定速度速度慢慢快快噪声噪声好好差差灵敏度灵敏度好好差差功耗功耗毫安级毫安级微

25、安级微安级成本成本高高低低A 有效像素多，拍摄的图像精度更高有效像素多，拍摄的图像精度更高B 帧频高，速度快，拍摄的运动过程更细致帧频高，速度快，拍摄的运动过程更细致C CCD的芯片的图像质量要优于的芯片的图像质量要优于CMOS，但速度比，但速度比CMOS慢。慢。D 像素尺寸大，能够更多地接收光子，不容易饱和像素尺寸大，能够更多地接收光子，不容易饱和E 对于高精密测量，应尽量使用整个像素面积都感光的芯片对于高精密测量，应尽量使用整个像素面积都感光的芯片F 使用多通道传输的芯片，能提高传输速度使用多通道传输的芯片，能提高传输速度G 使用使用3-CCD技术的彩色相机，色彩更真实技术的彩色相机，色彩

26、更真实CCD CMOS 设计 单一感光器 感光器连接放大器 灵敏度 同样面积下高 感光开口小，灵敏度低 成本线路 品质影响程度高，成本高 CMOS整合集成，成本低 解析度 连接复杂度低，解析度高 低，新技术高 噪点比 单一放大，噪点低 百万放大，噪点高 功耗比 需外加电压，功耗高 直接放大，功耗低 CCD与与CMOS比较比较90年代初年代初CMOS传感器开始被部分市场所采纳，一个重传感器开始被部分市场所采纳，一个重要原因就是它可以在同一个芯片上集成各种信号和图象要原因就是它可以在同一个芯片上集成各种信号和图象处理模块，如运放器、处理模块，如运放器、ADCS、彩色处理和数据压缩电、彩色处理和数据

27、压缩电路、标准路、标准TV和计算机和计算机I/O接口，形成一个单片集成数字接口，形成一个单片集成数字成象系统。成象系统。5-Aza-CdR对人食管癌细胞株生物学行为及TFPI-2 mRNA表达的影响5-Aza-CdR对人食管癌细胞株生物学行为及对人食管癌细胞株生物学行为及TFPI-2 mRNA表达的表达的影响影响 作者：杜雅冰，邵应举，樊青霞，孙桢，王琳，赵培荣 作者单位：(郑州大学第一附属医院肿瘤内科，河南郑州450002)【摘要】目的探讨5-氮杂-2-脱氧胞苷(5-Aza-2-deoxycytidine,5-Aza-CdR)干预对食管鳞癌细胞株Eca9706生长增殖及其组织因子途径抑制物2

28、(tissue factor pathway inhibitor-2，TFPI-2)基因表达的影响。方法选取食管鳞癌细胞株Eca9706，并用不同浓度的5-Aza-CdR处理该细胞株。MTT法检测干预前后细胞增长率的变化，FCM法检测干预前后细胞凋亡率的变化，RT-PCR技术检测干预前后Eca9706细胞TFPI-2基因mRNA的表达，免疫组化检测干预前后Eca9706细胞TFPI-2蛋白的表达。结果食管鳞癌细胞株Eca9706存在TFPI-2基因超甲基化状态，经5-Aza-CdR处理后，超甲基化状态解除，细胞增殖受到抑制，细胞凋亡率明显提高(P0.05);细胞中TFPI-2蛋白表达明显增强，

29、同时mRNA的表达水平也较处理前明显提高(P0.05)。结论食管癌细胞系TFPI-2基因超甲基化可抑制其mRNA表达，当其超甲基化解除后，细胞增殖受到抑制，同时细胞凋亡率相应提高。【关键词】食管癌;组织因子途径抑制物-2;5-氮杂-2-脱氧胞苷;甲基化;免疫组化;逆转录聚合酶链反应;凋亡 ABSTRACT：ObjectiveTo explore the effects of 5-Aza-2-deoxycytidine(5-Aza-CdR)intervention on the growth and proliferation of Eca9706 cell line and protein e

30、xpression of tissue factor pathway inhibitor-2(TFPI-2).MethodsEca9706 cell line was treated by 5-azaCdR of different concentrations;MTT，flow cytometry，immunohistochemistry and RT-PCR were used to determine the cell growth，apoptosis，and the expression of TFPI-2 gene and its protein.ResultsEca9706 cel

31、l line had hypermethylation of TFPI-2.After demethylation by 5-Aza-CdR treatment，the proliferation of Eca9706 was inhibited，the apoptosis rate was also increased significantly in the concentration-dependent manner.RT-PCR detected that mRNA expression of TFPI-2 gene in Eca9706 cell line recovered sig

32、nificantly(P0.05).Conclusion5-Aza-CdR can slow the growth of Eca9706 cell，increase the apoptosis rate，reactivate the TFPI-2 gene transcription and protein expression by demethylation.KEY WORDS：esophageal carcinoma;tissue factor pathway inhibitor-2;5-Aza-CdR;methylation;immunohistochemistry;RT-PCR;ap

33、optosis 组织因子途径移植物2(tissue factor pathway inhibitor，TFPI-2)是丝氨酸蛋白酶抑制物，在调控肿瘤细胞浸润转移方面起着重要作用。目前，关于TFPI-2在食管癌中的基因表达情况的分析研究尚少。本研究旨在探讨TFPI-2基因的失活机制，并寻找食管癌治疗的新靶点。1材料与方法 1.1材料 RPMI-1640培养基购自北京索莱宝生物科技有限公司;标准胎牛血清购自天津市灏洋生物制品科技有限公司;Trizol试剂购自MBI公司;RT-PCR试剂盒购自MBI公司;5-Aza-CdR购自Sigma公司;人食管癌细胞株Eca9706由郑州大学肿瘤生物学研究室惠赠

34、。1.2细胞培养和药物处理 人食管癌细胞Eca9706以含10 mL/L胎牛血清的RPMI-1640培养基，37、50 mL/L CO2培养箱培养，每23 d消化传代1次。1.3MTT法检测干预前后细胞增长率的变化 取对数生长期细胞，调整密度至5104/mL接种于96孔板，按5-Aza-CdR浓度分为6组：0、0.4、1.6、6.4、25.6、102.4 mol/L，每组复设5个孔。待细胞贴壁后，分别于24、48、72 h后加入MTT液，4 h后弃去上清液，每孔加DMSO 150 L，在490 nm波长测定各孔吸光度值(absorbance，A)。细胞增殖抑制率(cellular prolif

35、eration inhibition rate，CPIR)按公式计算：CPIR=(1-实验组A均值/对照组A均值)100%。1.4流式细胞仪(FCM)检测干预前后细胞凋亡率的变化 取对数生长期细胞，按5105/mL的密度接种于6孔板内，待细胞贴壁后加药，分组如下：对照组(0 mol/L),1.6 mol/L 5-Aza-CdR组，25.6 mol/L 5-Aza-CdR组，102.4 mol/L 5-Aza-CdR组。每组均于5-Aza-CdR作用48 h后消化收集细胞，700 mL/L冰乙醇固定，流式细胞仪进行细胞凋亡测定。1.5RT-PCR技术检测TFPI-2基因mRNA的表达 分组同FC

36、M，每组细胞均5-Aza-CdR作用48 h。TFPI-2的上、下游引物分别为5-GTCGATTCTGCTGTTTTCC-3和5-ATGGAATTTTC TTTGGTGCG-3，合成产物为440 bp;-actin作为内参照，上下游引物分别为5-AGGCATTGTGATGGACTCCG-3和5-AGTGATGACCTGGCCGTCAG-3，合成产物为301 bp。按照试剂盒说明书，用Trizol试剂提取细胞总RNA，经紫外分光光度计分析后，按Sigma公司RevertAid First Strand cDNA Synthesis Kit说明书操作。先逆转录制备单链cDNA，再以逆转录产物为模板

37、，用上、下游产物进行PCR反应扩增目的基因。反应条件为：94 预变性3 min，然后94 变性30 s,51 退火30 s,72 延伸30 s，循环30次，最后72 延伸5 min,4 保温。扩增片段经20 g/L琼脂糖凝胶电泳鉴定。1.6免疫组化方法检测TFPI-2蛋白的表达 取对数生长期细胞，按5104/mL的密度接种于经预处理的盖玻片上，待细胞贴壁后加药(分组同RT-PCR)。培养48 h后加入40 g/L多聚甲醛溶液固定30 min,30 mL/L H2O2封闭内源性过氧化物酶，室温下10 min,100 mL/L动物血清封闭，室温下10 min，滴加1 100的稀释的TFPI-2抗体

38、4 过夜，二抗室温下1 h，滴加辣根酶标记链霉卵白素，37 孵育30 min，DAB显色，苏木精复染，脱水透明封片。另取爬片滴加PBS 液代替一抗作为阴性对照。结果判定：TFPI-2蛋白阳性信号均呈棕黄色颗粒样物质，位于细胞质内。光镜下随机选取10个视野(每个视野观察细胞数不少于100个)，按阳性细胞所占百分比进行结果判定。阳性率=(阳性细胞数/1 000)100%。1.7统计学处理 应用SPSS16.0软件进行统计学处理。实验数据采用均数标准差(x-s)表示，采用单因素方差分析加LSD两两比较法进行分析。检验水准=0.05。2结果 2.1干预前后细胞增长率的变化 经MTT检测，结果显示，实验

39、组细胞抑制率明显高于未加药组，且随着作用时间的延长和浓度的增加而增加(表1)。表1不同浓度的5-aza-CdR对Eca9706细胞增殖的影响 2.2干预前后细胞凋亡率的变化 流式细胞仪分析可见，经不同浓度5-Aza-CdR诱导48 h后，Eca9706细胞各处理组凋亡率分别为(13.760.47)%、(26.970.39)%、(41.030.19)%，与5-Aza-CdR诱导浓度成正比。与对照组(1.390.27)%比较差异有统计学意义(P0.05)，且各浓度组间比较差异亦有统计学意义(P0.05，图1)。以上实验重复5次。2.3干预前后Eca9706细胞mRNA的表达情况 扩增产物经琼脂糖凝

40、胶电泳显示，Eca9706细胞中TFPI-2 mRNA表达在各用药组和未用药组之间有明显差异，TFPI-2 mRNA在未用药组细胞中未见表达。经1.6、25.6、102.4 mol/L 5-Aza-CdR处理后可见TFPI-2 mRNA表达，表明在一定范围内随5-Aza-CdR药物浓度的增加TFPI-2 mRNA表达逐渐增强(图2)。图1各组流式细胞凋亡散点图A：对照组;B：1.6 mol/L 5-Aza-CdR组;C：25.6 mol/L 5-Aza-CdR组;D：102.4 mol/L 5-Aza-CdR组。图25-Aza-CdR处理前后Eca9706细胞TFPI-2 mRNA的表达M：D

41、NA marker;-actin：301 bp;TFPI-2：440 bp;1：对照组;2：102.4mol/L组;3：25.6 mol/L组;4：1.6 mol/L组;5：H2O对照组。,2.4干预前后TFPI-2蛋白的表达情况免疫组化结果显示，经5-Aza-CdR作用Eca9706细胞48 h，TFPI-2蛋白的阳性表达率增加，对照组、1.6 mol/L组、25.6 mol/L组、102.4 mol/L组TFPI-2蛋白的阳性表达率分别为(2.101.42)%、(9.312.70)%、(14.723.50)%、(68.203.20)%，不同浓度组之间以及用药组与对照组之间的差异均有统计学意

42、义(P0.05，图3)。图3各组TFPI-2蛋白的表达情况 3讨论 人TFPI-2(hTFPI-2)基因定位于7q22区域，全长由8164个碱基组成，其cDNA全长为1 222 kb。其mRNA的启动子具有典型的管家基因特征，没有典型的TATA盒或CAAT盒，在推定的转录起始位点区域GC含量超过80%1。TFPI-2可在体内多种组织广泛表达，在这些组织内一旦出现肿瘤，TFPI-2的表达水平也会随之显著下降2。有研究证实，在绒毛膜癌、乳腺癌、前列腺癌、神经胶质细胞瘤、纤维肉瘤和胸部恶性肿瘤组织中，与肿瘤产生相关的TFPI-2表达水平减少可能与其启动子的甲基化密切相关1,3-5。启动子区cpG岛高

43、甲基化在肿瘤形成机制中的确切作用尚不清楚，然而众多证据表明，肿瘤抑癌基因CpG岛异常的甲基化导致基因失活和转录抑制是肿瘤发生的重要机制之一6-8。目前，有体外实验表明，DNA甲基转移酶抑制剂5-Aza-CdR通过去甲基化作用可使多种含有CpG岛的高甲基化抑癌基因重新表达，从而恢复抑癌功能9。本实验RT-PCR结果显示，TFPI-2在Eca9706细胞中无表达，经过不同浓度的5-Aza-CdR处理Eca9706细胞后，TFPI-2亦重新出现表达，且在一定范围内随药物诱导浓度的增大表达逐渐增强。MIZUNO等10研究表明，肿瘤细胞中DNMT的表达较正常的高412倍，也证实DNMT上调参与肿瘤发生。

44、这与我们的实验结果一致。根据MTT实验可知，经过5-Aza-CdR干预处理过的Eca9706细胞增殖明显受抑制，且随着药物浓度的增加，抑制作用越明显。从本实验结果分析，DNA启动子区去甲基化能较明显地抑制食管癌细胞增殖，并与其诱导剂量呈正相关，推测这种抑制作用与去甲基化后重新激活TFPI-2基因的转录和表达有着直接关系;此外可能与去甲基化后诱导细胞凋亡有关。进而通过流式细胞仪分析，结果显示，经不同浓度5-Aza-CdR干预的Eca9706的细胞中，用药组与对照组相比细胞凋亡率凋亡率有所增加，并且与5-Aza-CdR诱导剂量有依赖性关系。BENDER等11在同等条件下用5-Aza-CdR处理恶性

45、肿瘤细胞系和正常纤维细胞系时，发现肿瘤细胞增殖均被抑制，而纤维细胞增殖不被抑制。因此，5-Aza-CdR对Eca9706细胞增殖的抑制及凋亡的增加不是药物的毒性影响，可能是因为使TFPI-2重新表达的结果。目前，国外以TFPI-2为药物研究靶点，就TFPI-2在肿瘤治疗、肿瘤临床诊断、促进伤口愈合和动脉粥样硬化治疗等领域中的应用，也正在进行广泛深入的研究。本研究用甲基转移酶抑制剂5-Aza-CdR处理人食管癌Eca9706细胞株，检测TFPI-2基因表达的变化及其对细胞增殖和凋亡的影响，以期寻找治疗肿瘤的新靶点。【参考文献】1HUBE F，REBERDIAU P，IOCHMANN S，et a

46、l.Characterization and functional analysis of TFPI-2 gene promoter in a human choriocarcinoma cell line J.Thromb Res，203，109(4)：207-215.2MIYAGIi Y，KOSHIKAWA N，YASUMITSU H，et al.cDNA cloning and mRNA expression of a serine protein 5 and tissue factor pathway inhibitor-2 J.J Biochem，1994，116(5)：939-94

47、2.3RAO CN，SEGAWA T，NAVARI JR，et al.Methylation of TFPI-2 gene is not the sole cause of its silencing J.Int J Oncol，2003，22(4)：843-848.4KONDURI SD，SRIVENUGOPAL KS，YANAMANDRA N，et al.Promoter methyl and silencing of the tissue factor pathway inhibitor-2(TFPI-2)，a gene encoding an inhibitor of matrix m

48、etalloproteinases in human glioma cells J.Oncogene，2003，22(29)：4509-416.5STEINER FA，HONG JA，FISCHETTE MR，et al.Sequential5-Aza-2-deoxycytidi-ne/depsipeptide FK228 treatment induces tissue factor pathway inhibitor 2(TFPI-2)expression in cancer cells J.Oncogene，2005，24(14)：2386-2397.6HERMAN JG，BAYLIN

49、SB.Promoter-region hypermethylation and gene silencing in human cancer J.Curr Top Microbiol Immunol，2000，249：35-54.7JONES PA，BAYLIN SB.The fundamental role of epigenetic events in cancer J.Nat Rev Genet，2002，3(6)：415-428.8EHRLICH M.DNA methylation in cancer：too much，but also too little J.Oncogene，20

50、02，21(35)：5400-5413.9PAZ MF，FRAGA MF，AVILA S，et al.A systematic profile of DNA methylation in human cancer cell lines J.Cancer Res，2003，63(5)：1114-1121.10MIZUNO S，CHIJIWA T，OKAMURA T，et al.Expression of DNA methyltransferases DNMT1，3A，and 3B in normal hematopoiesis and in acute and chronic myelogeno

51、us leukemia J.Blood，2001，97(5)：1172-1179.11BENDER CM，PAO MM，JONES PA.Inhibition of DNA methylation by 5-Aza-2-deoxycytidine suppresses the growth of human tumor cell lines J.Cancer Res，1998，58(5)：95-101.申明：本论文版权归原刊发杂志社所有，我们转载的目的是用于学术交流与讨论，仅供参考不构成任何学术建议。幻灯片放映结束！谢谢请您提出宝贵意见！再见O(_)O谢谢各位！OK“做做”论文的智慧和思论文的

52、智慧和思维维广州市第广州市第6565中学中学 王建春王建春20142014年年4 4月月“做做”论文的智慧和思论文的智慧和思维维n为何提为何提“做论文做论文”，而不是，而不是“写论文写论文”？n学术论文的四大属性学术论文的四大属性n如何使论文具有创新性？如何使论文具有创新性？n做论文真的需要智慧和思维？做论文真的需要智慧和思维？n智慧和思维的源泉：阅览文献，做有心人智慧和思维的源泉：阅览文献，做有心人n智慧和思维的张力：逻辑的基本魅力智慧和思维的张力：逻辑的基本魅力n关于提高论文投稿发表率关于提高论文投稿发表率一、为何提一、为何提 “做论文做论文”，而不是，而不是“写论写论文文”？n做论文做论

53、文强调论文产生的过程：选题强调论文产生的过程：选题资料的搜集、资料的搜集、整理整理实证操作实证操作(数据数据)整理整理结论结论形成形成文本的书写与修改。文本的书写与修改。n写论文：侧重文本的书写与修改写论文：侧重文本的书写与修改何者厚重与严肃何者厚重与严肃?何者单薄与应付？何者单薄与应付？一目了然一目了然一、为何提一、为何提 “做论文做论文”，而不是，而不是“写论写论文文”？为写论文而论文：为写论文而论文：感叹：书到用时方很少感叹：书到用时方很少状态：没有头绪，无从下笔状态：没有头绪，无从下笔结果：生的伟大，憋的难受结果：生的伟大，憋的难受 产物：胡乱拼凑，美丽垃圾产物：胡乱拼凑，美丽垃圾 根

54、源：缺乏自己的思想或观点根源：缺乏自己的思想或观点所以，不太喜欢说所以，不太喜欢说“写论文写论文”，喜欢，喜欢听别人说听别人说“做论文做论文”二、学术论文的四大属性二、学术论文的四大属性（一）学术性（一）学术性n首先要明白什么是首先要明白什么是“学术学术”，所谓学术，是指较为专，所谓学术，是指较为专门、系统的学问。所谓学术性，就是指研究、探讨的内门、系统的学问。所谓学术性，就是指研究、探讨的内容具有专门性和系统性，即是以科学领域里某一容具有专门性和系统性，即是以科学领域里某一专业专业性性问题作为研究对象。问题作为研究对象。n从从内容上内容上看，学术论文更是富有明显的专业性。学术看，学术论文更是

55、富有明显的专业性。学术论文是作者运用他们系统的专业知识，去论证或解决专论文是作者运用他们系统的专业知识，去论证或解决专业性很强的学术问题。业性很强的学术问题。n从从语言表达语言表达来看，学术论文是运用来看，学术论文是运用专业术语和专业性专业术语和专业性图表符号图表符号表达内容的，它主要是写给同行看的，所以不表达内容的，它主要是写给同行看的，所以不在乎其他人是否看得懂，而是要把学术问题表达得在乎其他人是否看得懂，而是要把学术问题表达得简洁、简洁、准确、规范准确、规范，因此，专业术语用得很多。，因此，专业术语用得很多。学习一门学科本质上是掌握专业概念、术语和符号学习一门学科本质上是掌握专业概念、术

56、语和符号二、学术论文的四大属性二、学术论文的四大属性（二）科学性：（二）科学性：科学性是学术论文的特点，也是学术论文的生命和价值所科学性是学术论文的特点，也是学术论文的生命和价值所在。开展学术研究，写作学术论文的目的，在于揭示事物在。开展学术研究，写作学术论文的目的，在于揭示事物发展的客观规律，探求客观真理，从而促进科学的繁荣和发展的客观规律，探求客观真理，从而促进科学的繁荣和发展，这就决定了学术论文必须具有科学性。发展，这就决定了学术论文必须具有科学性。所谓科学性，就是指研究、探讨的内容准确、思维严密、所谓科学性，就是指研究、探讨的内容准确、思维严密、推理合乎逻辑。推理合乎逻辑。二、学术论文

57、的四大属性二、学术论文的四大属性（三）创新性（三）创新性创新性被视为学术论文的特点之一，这是由科创新性被视为学术论文的特点之一，这是由科学发展的需要决定的。学发展的需要决定的。科学研究是对新知识的探求。如果科学研究只科学研究是对新知识的探求。如果科学研究只作继承，没有创造，那么人类文明就不会前进。人作继承，没有创造，那么人类文明就不会前进。人类的历史就是不断发现、不断发明也就是不断创新类的历史就是不断发现、不断发明也就是不断创新的历史。的历史。n一个民族如果没有创新精神，这个民族就要衰亡。一个民族如果没有创新精神，这个民族就要衰亡。n同样，同样，一篇论文如果没有创新之处，它就毫无价一篇论文如果

58、没有创新之处，它就毫无价值。值。二、学术论文的四大属性二、学术论文的四大属性（四）理论性（四）理论性学术论文与科普读物、实践报告、科技情报之间学术论文与科普读物、实践报告、科技情报之间最大的区别就是具有理论性的特征。最大的区别就是具有理论性的特征。所谓理论性就是指论文作者所谓理论性就是指论文作者思维的理论性、论文思维的理论性、论文结论的理论性和论文表达的论证性。结论的理论性和论文表达的论证性。三、如何使论文具有创新性？三、如何使论文具有创新性？论文最基本的要求是新颖，具有独创性论文最基本的要求是新颖，具有独创性，所以一，所以一篇学术论文的内容绝不应是空泛的、陈旧的、拾篇学术论文的内容绝不应是空

59、泛的、陈旧的、拾人牙慧的。人牙慧的。一篇教育科研论文的赖以生存的属性：一篇教育科研论文的赖以生存的属性：创新性创新性否则，就是美丽的垃圾否则，就是美丽的垃圾三、如何使论文具有创新性？三、如何使论文具有创新性？（一）说人家没说过的（一）说人家没说过的例：例：“根对矿质元素吸收根对矿质元素吸收”教学中对学生逻辑思维的训练教学中对学生逻辑思维的训练（20032003年年1111月月生物学通报生物学通报）高中生物史例教学中对学生科学思维的训练高中生物史例教学中对学生科学思维的训练 （20042004年年6 6月月生物学教学生物学教学）年级委员会制：大规模普通高中学校有效的年级委员会制：大规模普通高中学

60、校有效的“扁平化扁平化”管管理（理（20102010年年7 7月月校长引领与教师专业发展校长引领与教师专业发展）创新相对容易，鬼很好画，人不太好画，但往往写作难度创新相对容易，鬼很好画，人不太好画，但往往写作难度最大，相关文献不多，抄都没得抄最大，相关文献不多，抄都没得抄 三、如何使论文具有创新性？三、如何使论文具有创新性？（二）说人家说的不全、不系统（二）说人家说的不全、不系统 针对针对“盲人摸象盲人摸象”现象，综合客观看待，例：现象，综合客观看待，例：提高生物课堂教学有效性的系统化研究（提高生物课堂教学有效性的系统化研究（20062006年年1010月月广州市中小学、中等职业学校特约教研员

61、广州市中小学、中等职业学校特约教研员论文选编论文选编第八集）第八集）有效教学的理论与实践概略有效教学的理论与实践概略 也比较容易，只要功夫深、铁杵磨成针，功也比较容易，只要功夫深、铁杵磨成针，功到自然成到自然成三、如何使论文具有创新性？三、如何使论文具有创新性？（三）说人家说的不同一方向（三）说人家说的不同一方向例：例：生物实验设计在培养学生科学思维中的作用生物实验设计在培养学生科学思维中的作用（20022002年年6 6月月中学生物学教学中学生物学教学）；）；中学生的生物实验设计能力培养的迫切性；中学生的生物实验设计能力培养的迫切性；培养中学生生物实验设计能力的策略与措施培养中学生生物实验设

62、计能力的策略与措施讲究灵性和运气，机会总是为有准备的人准备的讲究灵性和运气，机会总是为有准备的人准备的三、如何使论文具有创新性？三、如何使论文具有创新性？（四）说人家说得不太对或不准确的（四）说人家说得不太对或不准确的谈高中生物新课程课堂教学生成性的正确把握谈高中生物新课程课堂教学生成性的正确把握（20082008年年4 4月月教育导刊教育导刊）需要相关领域资料的积累，更需要判断的勇气和需要相关领域资料的积累，更需要判断的勇气和敏锐，真理往往在少数人手中敏锐，真理往往在少数人手中三、如何使论文具有创新性？三、如何使论文具有创新性？（五）说人家说过，但随时代变化赋予新价值和新内涵（五）说人家说过

63、，但随时代变化赋予新价值和新内涵例：例：在初中生物教学中运用在初中生物教学中运用“掌握学习教学模式掌握学习教学模式”的新视点的新视点 （20002000年年1 1月月广州市中学生特约教研员论文选编（第广州市中学生特约教研员论文选编（第六集）六集）新课程背景下中学德育的新发展（新课程背景下中学德育的新发展（20092009年年6 6月月中小学中小学德育研究德育研究）需要传承与创新的精神，不太容易说好需要传承与创新的精神，不太容易说好四、做论文真的需要智慧和思维？四、做论文真的需要智慧和思维？那怎么会是需要？那怎么会是需要？那家伙是相当需要！那家伙是相当需要！四、做论文真的需要智慧和思维？四、做论

64、文真的需要智慧和思维？天下文章一大抄，看你会抄不会抄天下文章一大抄，看你会抄不会抄会抄不会抄的根本区别在哪里？会抄不会抄的根本区别在哪里？在于有没有自己的思想和方法在于有没有自己的思想和方法所以，我说所以，我说教育科研的本质是智慧与思维的较量教育科研的本质是智慧与思维的较量四、做论文真的需要智慧和思维？四、做论文真的需要智慧和思维？所谓做论文，即是做学问。必须：所谓做论文，即是做学问。必须：n基于现实基于现实n兼顾过去兼顾过去n瞄准未来瞄准未来 处理好处理好“来龙来龙”与与“去脉去脉”的关系问题的关系问题四、做论文真的需要智慧和思维？四、做论文真的需要智慧和思维？n不基于现实问题不基于现实问题

65、没有实用价值，面临生存问题没有实用价值，面临生存问题n不兼顾过去不兼顾过去容易贻笑大方，犯低级错误容易贻笑大方，犯低级错误n不瞄准未来不瞄准未来容易成为应时顺景文章，谈不上具有容易成为应时顺景文章，谈不上具有学术的沉淀价值学术的沉淀价值四、做论文真的需要智慧和思维？四、做论文真的需要智慧和思维？其实，对某一问题的历史、现实和未来的关注其实，对某一问题的历史、现实和未来的关注这哪里仅仅是做学问这哪里仅仅是做学问涉及的是做人的智慧和道理涉及的是做人的智慧和道理所以，我说所以，我说教育科研的本质是智慧与思维的较量教育科研的本质是智慧与思维的较量四、做论文真的需要智慧和思维？四、做论文真的需要智慧和思

66、维？以以有效教学的理论与实践概略有效教学的理论与实践概略为例：为例：处理处理“来龙来龙”与与“去脉去脉”的关系的关系有效教学提出的背景有效教学提出的背景（回顾过去）（回顾过去）有效教学的含义有效教学的含义（兼顾过去、基于现实）（兼顾过去、基于现实）关于有效教学认识上的整体把握关于有效教学认识上的整体把握（兼顾过去、基于现实）（兼顾过去、基于现实）摈弃传统教学的摈弃传统教学的“有效有效”经典陋习经典陋习（兼顾过去、基于现实）（兼顾过去、基于现实）高度警惕高度警惕“美丽错误美丽错误”：新课程理念下的低效、无效教学：新课程理念下的低效、无效教学（基于现实、瞄准未来）（基于现实、瞄准未来）有效教学的应然状态有效教学的应然状态有效教学到底是啥模样？有效教学到底是啥模样？（基于现（基于现实）实）有效教学的达成有效教学的达成（基于现实）（基于现实）有效教学的资源有效教学的资源（基于现实）（基于现实）学科操作性个案纲要学科操作性个案纲要（基于现实）（基于现实）有效教学有效教学“胎记胎记”的尴尬与可能的嬗变：从有效教学走向优的尴尬与可能的嬗变：从有效教学走向优效（优质）教学效（优质）教学（瞄准未来）（瞄