多功能酶标检测仪

实施荧光检测是提高检测质量和灵敏度的一个快捷有效的途径。实现荧光检测最优化要求光学系统同时具有灵敏度和灵活性。以使用发射光束能横跨整个波长光谱的荧光染料为前提，高性能的光电倍增管 (PMT) 可以帮助您进行多重分析检测，给您清晰分离的信号和绝对的检测灵敏度。 细胞荧光检测增加了其他复杂因素：分析微孔底面分布不均匀的贴壁细胞极具挑战性，以及如何最大限度地减少培养基的自体荧光。Tecan Spark微孔板多功能酶标仪，采用荧光Fusion Optics™ 技术，能够应对这些挑战并提供您在设计及运行高等生物化学检测及基于细胞的荧光检测所需要的所有技术支持。 Tecan Spark多功能酶标仪，准确、灵敏地测定细胞荧光。使用灵活的Fusion Optics技术，发展高灵敏度的荧光检测方案 Spark独特的Fusion Optics功能为您的检测方案的提供了灵活且灵敏的开发平台。利用Fusion Optics技术, 您可以在同一检测试验中按需组合使用滤光片和光栅。这是相对于全功能酶标仪性能上的重大飞跃。 滤光片选择的灵活性既能够使激发端的光束输入最大化，也能使发射端信号检测效果最大化，而光栅能通过扫描以确定最优化设置的波长。用户选用的深阻二向色镜能提高波长谱末端常见染料的灵敏度。大功率氙闪灯减少了得到可靠灵敏的结果所需的闪光次数，因此您不必在灵敏度和速度间犹豫不决。结合应用了SparkControl软件后，系统可以通过自动调节扩大动态范围，避免荧光检测进入饱和状态。 使用光栅/光栅系统（浅绿）和光栅/滤光片系统（深绿）来扫描激发和发射波长的最大值。第二种组合系统能识别出更鲜明且灵敏的最大值。细胞检测时聚焦于微孔底面进行酶标可以使背景的自发荧光最小化 在细胞荧光分析中，使用传统的微孔底面酶标技术会降低检测的灵敏度，因为光束在到达样品之前必须要先穿过塑料或者玻璃板。这就降低了可以激活荧光的光束的量。Tecan Spark酶标仪能为您提供高性能的微孔底面酶标模块，以解决上述问题。Tecan Spark酶标仪拥有基于透镜的底面酶标系统，结合能将光束引导到样本焦点的Z-focus程序, 能提供极高的灵敏度。优化的酶标功能通过多次测量排列在微孔中的分离的样本点，可以使细胞分布不均导致的差异最小化。 基于细胞的检测所得的安全可靠的结果 为了可以得到可以在不同实验，不同微孔间比较的细胞检测结果，您需要特别注意细胞数量、细胞分布和细胞的健康状况。Tecan Spark酶标仪运用明视场及免标记技术、激光自动对焦技术，使您能够检查这些自动检测参数。细胞图像和细胞汇合度可以进行自动测量。使用SparkControl的实况查看器, 您可以使用Snapshot功能，记录开始实验之前的最后一个图像。 Tecan Spark酶标仪的细胞孵化功能如温度控制、气体控制和湿度控制允许细胞在酶标仪中孵育几天的时间。Tecan Spark酶标仪的自动开盖和进样器功能，以及可以进行有条件动力学编程，使检测的完成实现了智能自动化。例如，正常生长控制条件下细胞可以在酶标仪中生长；达到预定的细胞汇合度之后，酶标仪可在微孔中加入某种物质，激发GFP的产生。这是额外的荧光动力学监测功能, 在运行的同时监测图像以控制细胞的生长。总结Tecan Spark多功能酶标仪，以它独特的Fusion Optics技术，能在荧光检测领域带给而我们绝佳的性能体验。在同一检测中，滤光片和光栅的组合带给我们前所未有的灵活度，却丝毫没有影响其准确性。 环境控制特征、 成像能力及其动力学条件，使您的细胞检测实验得以自动化和标准化，且具有极高的重复性。结合了特殊的酶标功能，如基于透镜的底面酶标系统、自动化的z-focus以及优化的酶标功能，Tecan Spark是研究细胞和荧光时最理想的多功能酶标仪。

荧光分析技术是一种强大的分析手段，广泛地应用在临床检验、生物学研究、农业科学、食品和环境科学中，是多功能酶标仪的重要应用，如TECAN(M1000、M200等)，Thmeral(Varioskan Flash)，Bio-tek(Synergy 4等)，MD(M2、M5)都可以应用于荧光检测。 　　1.概述 　　室温下，大多数分子处于基态的最低振动能级，处于基态的分子吸收能量(光能、化学能、电能或热能)后跃迁至激发态，激发态不稳定，将很快衰变到基态，以光的形式放出能量，这种现象称为“发光现象”。分子发光包括荧光，磷光，化学发光，生物发光等。受到光照时发光，光照切断时发光立即消失的叫荧光，光照切断时，发光逐渐变弱以致消失的叫磷光，吸收化学反应的化学能量而发光叫化学发光，由生物能转变为光辐射的称作生物发光。 　　由于发光物质不同荧光有分子荧光和原子荧光之分，分子荧光为带光谱，原子荧光为线光谱，通常所说的荧光为分子荧光。通过测定所发射荧光的特性和强度，可以对物质进行定性、定量分析。 　　2.荧光检测技术 　　2.1荧光强度(FI) 　　荧光强度与荧光物质的浓度成正比，这是荧光分析法是量分析的依据。在生物学上的应用非常广泛，可以进行生物大分子定量，酶活性分析，荧光免疫分析，细胞学分析(细胞增殖，细胞毒理，细胞吸附等)和分子间相互作用。 　　2.1.1细胞凋亡检测 　　Caspase家族在介导细胞凋亡的过程中起着非常重要的作用，其中Caspase-3为关键的执行分子，它在凋亡信号传导的许多途径中发挥功能。Caspase-3正常以酶原(32KD)的形式存在于胞浆中，在凋亡的早期阶段，它被激活，活化的Caspase-3由两个大亚基(17KD)和两个小 亚基(12KD)组成，裂解相应的胞浆胞核底物，最终导致细胞凋亡。但在细胞凋亡的晚期和死亡细胞，caspase-3的活性明显下降。 　　设计出荧光物质偶联的短肽Z-DEVD-AMC。在共价偶联时，AMC不能被激发荧光，短肽被水解后释放出AMC，自由的AMC才能被激发发射荧光(图1)。根据释放的AMC荧光强度的大小，可以测定 caspase-3的活性，从而反映Caspase-3被活化的程度。 Z-DEVD-AMC------AMC Nonfluorescent Fluorescent 图1. Caspase-3水解Z-DEVD- AMC 　　2.1.2细胞毒性的检测 　　体外细胞毒性研究对于检测新的生物来源或人工合成的细胞毒素以及例行的临床相关的检测都有着重要的意义。细胞膜非渗透性的核染料 Propidium iodide能穿透损伤的细胞膜，荧光密度越高反映出其受损细胞越多。 　　2.1.3钙流检测 　　Fura-2、indo-1、Quin-2是Ca2+荧光指示剂，可以灵敏地反映细胞内钙离子浓度的变化，当结合钙离子时，最大激发波长会发生改变，发射荧光的强度和结合的Ca2+浓度有着定量的关系。 　　2.2荧光偏振(FP) 　　1926年Perrin首先描述了荧光偏振理论，溶液中的荧光分子在受到偏振光照射时，可吸收并释放出相应的偏振荧光，如果在激发时荧光物质处于静止状态，发射光将保持原有激发光的偏振性，如果其处于运动状态，发射光电偏振偏振平面将不同于原有激发光的偏振特性，这就是荧光偏振现象，荧光分子与其它因子的相互作用，例如相互结合或排斥 其所处环境的性质，例如溶液的粘度、温度等，这些因素都有可能对这个荧光因子受激发后发出的发射光的发射平面产生影响。因此以荧光偏振为基础发展的技术可用来研究生命科学中分子之间的相互作用，如受体配体结合分析，DNA-蛋白质结合分析，SNP分析，酶活性分析。 　　荧光偏振分析所需的样品量少，灵敏度高，可达亚纳摩尔级范围，重复性好，操作简便，也更为安全可靠，不会在实验过程中生成有害的放射性废物，此外荧光偏振是真正均相的，允许实时检测(动力学检测)，对于浓度变化不敏感，是均相检测形式(中间不含洗涤步骤)的最佳解决方案。 　　目前市场上多款酶标仪都可以用来做荧光偏振检测，Invitrogene公司专门利用Predictor™ hERG对多款酶标仪进行荧光偏振测试分析(表1)。 　　2.3时间分辨荧光(TRF) 　　在做荧光测定的时候，由于背景荧光信号干扰，使用传统的发色团进而进行荧光检测的灵敏度就会严重下降。大部分背景荧光信号是短时存在的，因此使用长衰减寿命的标记物就可以使瞬时荧光干扰减到最小化。 　　时间分辨荧光是用稀土元素作为标记物，稀土三价离子的电子云的结构会一定程度上限制了电子的迁移，导致这类元素发生的荧光的衰减周期通常是很长的，从而消除背景荧光的干扰 大大提高检测的灵敏度(表2)。应用稀土元素作标记物的另一个好处是激发光与发射光峰值Stoke 位移大。这就可消除激发光和散射光的干扰，同时, 被激发的荧光光带极窄, 荧光的发射峰非常尖锐, 可使仪器调整在极窄的波长范围内测定, 极大地降低了来自背景的各种干扰。 荧光团 荧光寿命（ns） 非特异荧光背景 1～10 人血清白蛋白 4.1 球蛋白 3.0 细胞色素C 3.5 异硫氰酸荧光素(FITC) 4.5 丹磺酰氯 14 稀土螯合物 103～106 表2.常见荧光团队荧光寿命 　　时间分辨荧光灵敏度高、特异性强、稳定性好、标记物制备简便、检测重复性好、操作流程短，适用于生物学、医学上的超微量分析，像激素检测，病毒性肝炎标志物检测，靶向细胞的标记检测以及药物筛选等方面。 　　2.4荧光共振能量传递(FRET) 　　荧光共振能量传递现象是Perrin在20世纪初首先发现的，1948年，Foster创立了理论原理，指荧光能量供体与受体间通过偶极-偶极耦合作用转移能量的过程，这种能量的转移是非放射性的，产生FRET的条件主要有三个：(1)供体与受体间足够靠近(1～10 nm) (2)供体的发射光谱与受体的激发光谱有一定的重叠 (3)给体与受体的偶极具一定的空间取向，这是偶极-偶极耦合作用的条件。 　　荧光共振能量传递因为要考虑到供体和受体之间的距离，所以经常用来研究分子间的相互作用，像蛋白质的相互作用，抗原抗体结合，受体与配体的结合，另外在膜反应、离子通道等方面的研究也有相应应用。将FRET荧光探针标记的肽链，加入到固体表面的双层膜中，通过荧光漂白恢复(FRAP)成像技术检测，为研究跨膜螺旋二聚作用提供一个新的方法。用FRET标记细胞质，应用时间分辨技术，检测其对P2X离子通道的门控作用。 　　利用Eu等长效荧光物质作为供体，来进行荧光共振能量传递，在激发光熄灭后受体仍能较长的能量衰减时间，能量传递效率更高，可检测的相互作用距离更长，可达到100-200nm，时间延迟检测，降低了背景噪音，提高了灵敏度 　　3.总结 　　荧光法灵敏、准确、兼容性强、可以利用荧光分子对目标物质进行特异性标记大大减少杂质的信号干扰，荧光特性参数多，动态线性范围宽、可以活细胞活活体检测，灵敏度比分光光度法高2～4个数量级，对微量和痕量药物进行灵敏准确的检测具有较大的优越性。总之荧光法作为一种高灵敏的分析手段，与其它技术相结合，有着更广阔的发展前景。 　　欢迎选购，详情请联系东胜创新各地办事处咨询。 　　东胜创新公司www.eastwin.com.cn 　　北京：010-51663168，上海：021-64814661，广州：020-38331360

p 　　近年来，随着多功能酶标仪在国内各高校实验室逐渐推广开来，多功能酶标仪品牌和型号也逐渐多了起来，乱花渐欲迷人眼。除了三大传统优势品牌PE、MD和TECAN，还出现了众多后来者插足此市场，如收购了芬兰雷勃的Thermo、从发光起家的Berthold、针对药筛领域的BMG以及新兴的BioTek等品牌。各品牌都有各自的一个甚至多个系列产品线，特性各不相同，选购时各种技术参数、技术指标令人眼花缭乱。 /p p 　　本文尝试从用户实际使用的角度，探讨应该如何看待花样繁多的参数特性，希望能帮助大家找到真正合适自己的多功能酶标仪。 /p p 　 strong 　1.滤片Vs光栅 /strong /p p 　　多功能酶标仪的分类方法众多，但最简单的莫过于用他们的滤光方式来作分界线。 /p p 　　一般来说，酶标仪可以分为滤光片型和光栅型两大类。当然也有一些型号，例如Synergy4和EnVision等在一台机器里面同时装上了滤光片和光栅。但是滤片和光栅并不能同时完成同一个检测，还是想用光栅的时候用光栅，该用滤片的时候用滤片 还有一些实验非用其中一个不可，另一模块实现不了的。所以这类仪器本质上还只是把滤片和光栅放在了一起，并没有使两者糅合而产生新的技术突破。 /p p 　　总体来说，滤片技术由于发展已久，配合二向色镜(其实也就是另一模式的滤光反光滤镜)等光路系统，可以实现大部分实验的需要。目前常规多功能酶标仪中最高的检测灵敏度就是用滤光片型做出来的，例如TECAN Infinite F500的荧光检测的灵敏度可以达到0.04 fmol/孔(荧光素，384孔/80ul)。 /p p 　　但是滤光片型仪器由于受限于滤片的波长和数量限制，不可能满足日益增加的实验类型的检测需要，而且有时需要对物质的吸收、激发和发射光谱进行研究，所以后来就诞生了光栅型的仪器。 /p p 　　最先推出光栅的是MD公司，其光栅习惯上称为单光栅。由于光纯度的不足，在光栅的后面又加入了一组带阻滤片，对杂光进行二次过滤，达到了5× 10-4的杂光率，基本与纯粹的滤光片系统一致。后来TECAN又发展出了双光栅技术，通过两次光栅滤光，杂光率降到了10-6。后来，Thermo、BioTek和PE的部分新款仪器等都使用了类似双光栅技术。由于激发和发射各用了一组双光栅，此类机器又被称为四光栅型多功能酶标仪。 /p p 　　光栅型酶标仪的推陈出新，使得用户在波长选择上不再受限，而且在杂光率、带宽控制等性能上还超越了滤光片系统。例如，TECAN公司在2008年底推出使用了第三代四光栅系统的M1000酶标仪，杂光率降到了2× 10-7的新低，还实现了带宽2.5～20nm连续可调。这些都是目前滤光片型酶标仪所不能或者较难实现的。 /p p 　　 strong 2.杂光率& amp 波长准确性 /strong /p p 　　光栅型滤光系统俨然已经成为了目前通用性多功能酶标仪的主流，多家厂家共同努力，已经把光栅技术推到了历史新高。在光栅的众多技术参数之中，最关键的无疑就是光栅的杂光率和波长选择的准确性了。 /p p 　　杂光率指得就是光源通过光栅后，得到的光线中，“不需要”的波长的光占所标称波长的光的比例，表征了滤光的纯度。由于光线干涉、衍射等的复杂性，无论使用滤光片还是光栅，杂光都是不可避免的。各种滤光技术的本质就是要想办法把杂光尽可能地去掉。一般来说，滤光片型的杂光率在10-4～10-5之间，光栅型的可以做到10-6～10-7。由于此类杂光是非特异的，而且会直接进入最后的检测器，所以有多少的杂光就会引入多少的随机误差。在荧光等检测过程中，由于检测器存在放大效应，杂光率的干扰也会被指数级放大。因此，杂光率就是一个滤光系统的首要性能指标。 /p p 　　光栅的另一个重要指标就是波长选择的准确性。因为很多检测是依赖于物质在某个波长的特征图谱。就像DNA/RNA的OD260浓度测定，实际检测波长偏离260nm几个nm以上的话，OD值与最终浓度之间的数学关系就会发生改变。因此，一组性能优良的光栅系统，他的波长选择准确性应该是在± 0.5～1nm之间。波长偏离过大有时就会影响到最终结果的准确性。 /p p 　　这两个可谓是光栅甚至滤光片滤光系统最关键的技术参数，直接影响到的是得到数据是否是真正所要测量的结果，是实验结果可靠性的最基本要求。 /p p 　 strong 　3.认证& gt 参数 /strong /p p 　　在保证检测可靠的基础上，不同仪器的下一个差异就体现在检测的灵敏度上面，这时人们关心的就是仪器能够检测到多弱的信号。 /p p 　　灵敏度涉及了整个光路系统的设计和选料，很难说某一个部件会起决定性作用。但是有一点，在各种单功能检测项目中，光吸收检测用非放大型的光电二极管、荧光检测用光电倍增管、发光检测用专门设计的单光子计数光电倍增管，这三种不同的检测器是各自检测领域的优先选择。 /p p 　　各单项检测的最优结果都是用相应检测器完成的。当然也有的仪器出于成本等考虑，用一个检测器兼容多种检测模式，这在一定程度上也能完成实验需求，但是在性能上也会有所牺牲折中，无法实现各项检测都达到最优化。 /p p 　　关于灵敏度的定义和检测标准，每个厂家都有各自的描述，都会说自己是怎样怎样好，很难有一个直观的客观比较。因此，某些试剂厂家就站了出来，对某些仪器的检测性能提供一个第三方的认证。 /p p 　　比较常见的是发光检测领域里面的Promega公司DLReady认证，荧光检测领域的Invitrogen公司的LanthaScreen系列认证、Cisbio公司的HTRF认证、BellBrook实验室的Transcreener认证等等。这些认证主要是针对公司提供的某一类型的要求较高的试剂盒，涵盖了对检测仪器的各种性能要求，包括：检测方法是否能用，灵敏度、线性范围、孔间干扰等是否满足要求等等。 /p p 　　如果需要做相关的实验，例如做Luciferase发光检测的就看看仪器是否有DLReady认证、做TR-FRET的就看看HTRF认证、做FP就看看Transcreener认证，如果机器拥有相关的认证，就可以说明该机器在一定程度上能够较好地满足类似检测的各种需求，远比单单比较一个灵敏度参数更能说明问题。因为一个实验能否做好并不是单单一个灵敏度就能表征的。 /p p 　　需要特别注意的是，LanthaScreen是一个系列的认证，涵盖了FI、FRET、TRF、FP等多个子项目，不同仪器所通过的子项目是不一样的，需要上Invitrogen网站仔细查询核对。 /p p 　　光栅型的仪器由于新技术近几年才逐渐兴起，受限于技术研发和仪器成本，同一个价格范围内的灵敏度等指标会略差于发展成熟的滤光片机器。所以，在中档多功能酶标仪领域，拿到了各种认证的光栅型仪器并不多见。而作为新一代光栅型酶标仪的代表作，TECAN M1000已经拿到了全部上述四种认证，而且在灵敏度等单项性能上也已经超越了不少的中高端滤片型酶标仪。 /p p 　　这说明了光栅型酶标仪的研发又进入了一个新的高度，除了在灵活性上取得了无可替代的作用外，还在检测灵敏度等方面也逐渐替代传统的滤光片型酶标仪。光栅型是科研领域多功能酶标仪的未来主要发展趋势 而滤光片型仪器也正在往单项性能更优的方面改进。 /p p 　　 strong 4.比色杯+微量检测 /strong /p p 　　除了常规的6～384/1536孔酶标板检测之外，有些仪器还附带了比色杯、微量检测板等的兼容功能。无论是使用立式比色杯、卧式比色杯还是各种微量检测板，其目的都是给光程不固定的酶标板检测引入一个标准光程的概念。虽然酶标板检测也能通过光程校正等方式实现10mm光程OD值的换算，但这只是一个数学转换过程，检测误差累积较多，实际使用效果不佳。引入比色杯和微量检测板后，光吸收的检测光程就被固定在10mm或者0.5mm等的标准长度，OD值换算更加简单和准确。附带了此类检测功能的酶标仪，相当于除了本身的多功能酶标检测之外，还能替代部分分光光度计的功能，使其功能更加全面，仪器的性价比更高。 /p p 　　 strong 5.品牌与售后 /strong /p p 　　不同品牌的仪器往往性能侧重点有所不用。例如，PE公司由于在试剂领域有较深底蕴，他们的酶标仪在配合使用他们的TRF系列检测试剂盒上作了多项优化，因此PE的酶标仪普遍来说在TRF领域会有较多的特色功能和相对较高的性能指标。而像TECAN，就把研发的重点放在了四光栅的研究方面，近年来相继推出了第二和第三代光栅型多功能酶标仪(M200、M1000)，成为四光栅酶标仪领域的领头羊。而像多功能酶标仪上加入比色杯、微量检测板等功能也是TECAN从用户角度考虑作出的技术创新，后来此类技术都成为了Thermo、BioTek等品牌纷纷仿效的对象。 /p p 　　最后，无论是一台多好的酶标仪，脱离了良好的售后服务体系也是难以正常运作的。今年，各家厂商都在中国国内设立了办事处甚至亚太区总部，有些产品还专门研发了中文版的软件和说明书。这都说明了厂家对中国市场的重视。而正因为这种重视，无论是厂家直销还是选择代理分销，都会对国内的售后服务提出各自的要求和期望，最基本的就是普及仪器的应用工程师和维修工程师网络体系。 /p p 　　可以说，国内的各大城市里面，基本已经做到了部分品牌总有一个工程师在你身边。选购之前多与工程师交流，充分了解各家的性能特长和售后情况，反复对比，总能找到最适合自己需要的一款多功能酶标仪。 /p p br/ /p