多功能酶標(biāo)儀的應(yīng)用介紹及選型攻略指南

酶標(biāo)儀也被稱為微孔板檢測(cè)儀，
是生命科學(xué)研究實(shí)驗(yàn)室的重要工具。
傳統(tǒng)的酶標(biāo)儀是指具備吸收光檢測(cè)功能的酶聯(lián)免疫檢測(cè)儀，后來隨著檢測(cè)方式的發(fā)展，在吸收光檢測(cè)基礎(chǔ)上增加了熒光和發(fā)光檢測(cè)，因此，我們把具有兩種及兩種以上檢測(cè)功能的酶標(biāo)儀稱為多功能酶標(biāo)儀，也叫做多功能微孔板檢測(cè)儀，目前廣泛應(yīng)用于臨床檢驗(yàn)、生物學(xué)研究、農(nóng)業(yè)科學(xué)、食品和環(huán)境科學(xué)研究中。

今天小編就以十年技術(shù)支持的經(jīng)驗(yàn)來簡(jiǎn)單粗暴地談一談多功能酶標(biāo)儀以及它能實(shí)現(xiàn)的功能，希望能為研究者在選擇酶標(biāo)儀的時(shí)候提供一定的參考。
 

多功能酶標(biāo)儀的應(yīng)用

多功能酶標(biāo)儀通常包括紫外-可見吸收光、熒光強(qiáng)度及發(fā)光三種檢測(cè)模式，熒光檢測(cè)還包括高級(jí)熒光應(yīng)用。因此一臺(tái)全面的多功能酶標(biāo)儀能夠提供的檢測(cè)模式可以包括：

1、吸收光檢測(cè)（Absorbance）：
使用單色器或者濾光片系統(tǒng)來發(fā)射和檢測(cè)特定波長(zhǎng)，檢測(cè)的是物質(zhì)本身，不同的物質(zhì)有不同的吸收光波長(zhǎng)，對(duì)波長(zhǎng)選擇靈活性要求較高。
典型應(yīng)用：ELISA 以及 DNA/RNA 純度檢測(cè)

2、熒光強(qiáng)度（Fluorescence Intensity，F(xiàn)I）：
采用特定波長(zhǎng)激發(fā)光來激發(fā)樣品孔內(nèi)的熒光標(biāo)志物，通過檢測(cè)器檢測(cè)熒光物質(zhì)被激發(fā)產(chǎn)生的發(fā)生光。因?yàn)闊晒夥肿颖患ぐl(fā)后電子會(huì)發(fā)生能量躍遷，當(dāng)電子回落時(shí)產(chǎn)生發(fā)射光，因此發(fā)射光的波長(zhǎng)會(huì)比激發(fā)光的波長(zhǎng)更長(zhǎng)（能量更低），比如常用的 GFP 的最佳激發(fā)波長(zhǎng)是 488nm ，最佳發(fā)射光檢測(cè)波長(zhǎng)是 510nm 。

熒光強(qiáng)度還有一個(gè)衍生實(shí)驗(yàn)，那就是熒光共振能量轉(zhuǎn)移（Fluorescence Resonance Energy Transfer，F(xiàn)RET），使用兩種熒光分子分別作為供體和受體去標(biāo)記兩個(gè)生物分子，如果兩個(gè)生物分子足夠接近，那么供體熒光分子的激發(fā)能誘發(fā)受體熒光分子發(fā)出熒光信號(hào)。FRET 通常用來檢測(cè)生物大分子相互作用。值得注意的是，選用的供體熒光分子發(fā)射光波長(zhǎng)范圍需要與受體熒光分子的激發(fā)光波長(zhǎng)重疊。

3、發(fā)光檢測(cè)（Luminescence）：
包括化學(xué)發(fā)光和生物發(fā)光，是樣本孔內(nèi)發(fā)生的化學(xué)、生化或者酶反應(yīng)發(fā)出的光信號(hào)。與吸收光和熒光檢測(cè)不同的是，發(fā)光檢測(cè)不需要激發(fā)光源，這就使得發(fā)光更敏感，更不容易引起背景噪音。
典型應(yīng)用：ATP 檢測(cè)和雙報(bào)告基因檢測(cè)

4、發(fā)光共振能量轉(zhuǎn)移（Bioluminescence Resonance Energy Transfer，BRET）：跟 FRET 類似的檢測(cè)原理，不同的是供體產(chǎn)生生物發(fā)光來激發(fā)受體熒光分子，可以用來進(jìn)行細(xì)胞內(nèi)的分子互作分析。

5、時(shí)間分辨熒光（Time-resolved fluorescence ，TRF）：
是一種高級(jí)熒光檢測(cè)，使用鑭系金屬（常用稀土元素：銪 Eu 和鋱 Tb）做熒光標(biāo)記，這種稀土元素的特點(diǎn)是：被激發(fā)后熒光壽命很長(zhǎng)，不會(huì)馬上猝滅。利用這種特性，就可以在激發(fā)后延遲檢測(cè)，使得檢測(cè)信號(hào)不受激發(fā)光和背景熒光的干擾，是一種極其敏感的檢測(cè)方法。
這種方法常常與能量共振轉(zhuǎn)移（FRET）聯(lián)合使用，也就是大家熟知的 HTRF 技術(shù)（勻相時(shí)間分辨熒光），用于大分子相互作用檢測(cè)，靈敏度高、特異性好。

6、熒光偏振（Fluorescence polarization，F(xiàn)P）：
也是一種高級(jí)熒光檢測(cè)模式，需要酶標(biāo)儀產(chǎn)生的激發(fā)光光波能夠在一個(gè)方向上振蕩，熒光標(biāo)記在小分子上，通過競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合來檢測(cè)大分子和小分子相互作用，我們之前報(bào)道了皖南醫(yī)學(xué)院陳云雨團(tuán)隊(duì)利用熒光偏振技術(shù)開發(fā)了新冠病毒宿主蛋白酶小分子抑制劑高效篩選方法，點(diǎn)擊STAR Protocols | 熒光偏振技術(shù)：新冠病毒主蛋白酶小分子抑制劑高效篩選的全新方案，了解熒光偏振技術(shù)詳細(xì)實(shí)驗(yàn)方案。

7、Alpha: 
AlphaScreen^® 和 AlphaLISA^® 是以微珠為基礎(chǔ)的勻相發(fā)光能量轉(zhuǎn)移技術(shù)。供體微珠和受體微珠可以通過各種各樣的生物分子結(jié)合在一起——只要他們結(jié)合在一起，供體微珠被 680nm 光源激發(fā)后會(huì)發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生一個(gè)放大的信號(hào)，并擴(kuò)散到受體微珠，使受體微珠產(chǎn)生一個(gè)發(fā)射光。常用于檢測(cè)大分子相互作用。AlphaPlex™ 是 AlphaScreen^® 的變體,可以促進(jìn)多達(dá)三種分析物的量化。

多功能酶標(biāo)儀的應(yīng)用概覽

多功能酶標(biāo)儀的技術(shù)革新
多功能酶標(biāo)儀的研發(fā)歷史上出現(xiàn)過很多次技術(shù)革新，而將酶標(biāo)儀的靈活檢測(cè)與細(xì)胞成像的表型分析相結(jié)合，絕對(duì)是近年來微孔板檢測(cè)技術(shù)開發(fā)中創(chuàng)新與實(shí)用的代表！使每一個(gè)實(shí)驗(yàn)室都能在一臺(tái)儀器上實(shí)現(xiàn)細(xì)胞的多維度分析成為可能！

安捷倫 BioTek 以應(yīng)用為導(dǎo)向，率先在多功能酶標(biāo)儀中加入了細(xì)胞成像功能，開發(fā) Cytation 系列細(xì)胞成像多功能微孔板檢測(cè)系統(tǒng)，創(chuàng)新性的將傳統(tǒng)的微孔板檢測(cè)與高通量全自動(dòng)數(shù)字顯微成像相結(jié)合，支持各種生物化學(xué)和成像應(yīng)用的自動(dòng)化工作流程，并為用戶提供了將標(biāo)準(zhǔn)微孔板檢測(cè)輸出數(shù)據(jù)與通過成像收集的表型細(xì)胞信息進(jìn)行相互驗(yàn)證的能力。

Cytation 延續(xù)了 BioTek 多功能微孔板檢測(cè)儀的出色性能，而成像功能更是開辟了多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)了無法在標(biāo)準(zhǔn)微孔板檢測(cè)儀上進(jìn)行的細(xì)胞學(xué)試驗(yàn)，將成像數(shù)據(jù)與檢測(cè)輸出數(shù)據(jù)相結(jié)合，可以使研究人員將其細(xì)胞代謝、基因表達(dá)、信號(hào)通路、離子通道和其他研究提升到一個(gè)新的水平。

如果您有比較豐富的細(xì)胞實(shí)驗(yàn)需求，歡迎戳此鏈接留言給我們——全面而靈活：Agilent BioTek Cytation 系列細(xì)胞成像多功能微孔板檢測(cè)系統(tǒng) (ebiotrade.com)

如何選擇多功能酶標(biāo)儀？
正如上文介紹的，酶標(biāo)儀的檢測(cè)模式眾多，應(yīng)用更是十分廣泛，選擇一款合適的酶標(biāo)儀實(shí)際上是一件很有挑戰(zhàn)的事，您可以從以下幾個(gè)方面考慮：

1、從應(yīng)用出發(fā)
研究人員需要做的第一個(gè)決定是選擇單一模式還是多模式微孔板檢測(cè)儀。
安捷倫科技的產(chǎn)品經(jīng)理 John-David Herlihy 介紹：“多功能酶標(biāo)儀是生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)室的主力隊(duì)員，提供了廣泛應(yīng)用的靈活性和易用性，支持當(dāng)前和未來的需求。”單一模式的酶標(biāo)儀適用于那些計(jì)劃持續(xù)進(jìn)行同一類型常規(guī)檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)室，如微生物實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行生長(zhǎng)檢測(cè)或診斷實(shí)驗(yàn)室每天進(jìn)行大量 ELISA 檢測(cè)。

如果實(shí)驗(yàn)室暫時(shí)無法負(fù)擔(dān)多功能酶標(biāo)儀，研究人員可以尋找能夠升級(jí)的多功能酶標(biāo)儀，先購(gòu)置 1-2 個(gè)目前需要使用的檢測(cè)模式（應(yīng)用和檢測(cè)模式的對(duì)應(yīng)請(qǐng)參考應(yīng)用概覽），當(dāng)有更多的資金時(shí)再升級(jí)更多的檢測(cè)模式。除了檢測(cè)模式以外，多功能酶標(biāo)儀可以配套使用的配件也需要提前考慮，比如自動(dòng)進(jìn)樣器（雙報(bào)告基因?qū)嶒?yàn)和 ATP 閃光實(shí)驗(yàn)）、培養(yǎng)能力（溫度和氣體控制）、微量檢測(cè)板（核酸純度檢測(cè)）等，便于后期升級(jí)。

2、波長(zhǎng)的靈活性
在選擇多功能微孔板檢測(cè)儀時(shí)要考慮的另一件事是光學(xué)系統(tǒng)。
選濾光片系統(tǒng)還是光柵系統(tǒng)，還是兩者兼有？這是一個(gè)問題。
毫無疑問，濾光片系統(tǒng)提供了更高的檢測(cè)靈敏度，HTRF 、FP 和 Alpha 檢測(cè)對(duì)濾光片有絕對(duì)的需求。濾光片系統(tǒng)美中不足的是波長(zhǎng)選擇不夠靈活，需要根據(jù)應(yīng)用額外購(gòu)買濾光片（幾片到幾十片都有可能），且不能進(jìn)行連續(xù)的光譜掃描。
基于光柵的系統(tǒng)波長(zhǎng)選擇更加靈活，不需要額外的費(fèi)用就可以進(jìn)行各種不同的分析，對(duì)于吸收光檢測(cè)和熒光強(qiáng)度檢測(cè)來說非常友好，缺點(diǎn)是熒光檢測(cè)靈敏度不如濾光片系統(tǒng)。
因此，您可以根據(jù)應(yīng)用選擇混合系統(tǒng)，兼顧靈活性和靈敏度，混合系統(tǒng)中獨(dú)立光路更容易使用和維護(hù)，例如安捷倫 BioTek Synergy 系列多功能微孔板檢測(cè)儀。

3、靈敏度和讀取速度
靈敏度和讀取速度是需要考慮的兩個(gè)重要因素，這兩個(gè)因素可能影響我們已經(jīng)討論過的前兩個(gè)因素的決策。例如，您是否需要高靈敏度來檢測(cè)小體積樣本？還是處理中等靈敏度就足夠了的樣本？您的實(shí)驗(yàn)室是否進(jìn)行高通量篩選或其他快速檢測(cè)？如果您對(duì)靈敏度和檢測(cè)速度都有較高要求的話，那么您需要選擇更高端的酶標(biāo)儀，然后再根據(jù)應(yīng)用選擇功能模塊。

4、后期可拓展性
可升級(jí)性也是一個(gè)重要考慮因素。因?yàn)橐慌_(tái)多功能微孔板檢測(cè)儀如果能夠升級(jí)自動(dòng)進(jìn)樣器和氣體控制裝置或其他檢測(cè)模式，不僅能適應(yīng)您當(dāng)前的需求，還能滿足您未來的需求。

5、用戶友好性
除了硬件參數(shù)以外，設(shè)備和配套軟件的易用性對(duì)使用者來說是非常重要的體驗(yàn)。通常我們可以通過 DEMO 來了解一臺(tái)設(shè)備，以及正確使用該儀器需要多少時(shí)長(zhǎng)的培訓(xùn)。自動(dòng)對(duì)焦、自動(dòng)增益調(diào)整這些功能可以幫助缺乏經(jīng)驗(yàn)的用戶快速生成高質(zhì)量的數(shù)據(jù)。

6、軟件
作為多功能微孔板檢測(cè)儀的組成部分，用戶將與軟件進(jìn)行交互以獲取數(shù)據(jù)。同樣可以通過 DEMO 體驗(yàn)儀器的軟件功能，來判斷軟件是否能滿足您特定的數(shù)據(jù)運(yùn)算需求，以及導(dǎo)出數(shù)據(jù)是否容易，且數(shù)據(jù)是否能易用于其他運(yùn)算和分析。
軟件的長(zhǎng)期使用成本也是一個(gè)重要的考慮因素，授權(quán)安裝次數(shù)以及是否有模塊需要單獨(dú)收費(fèi)，都應(yīng)在考慮范圍內(nèi)，另外對(duì)數(shù)據(jù)安全有要求的實(shí)驗(yàn)室需要考慮審計(jì)追蹤軟件。

7、兼容性與自動(dòng)化
實(shí)驗(yàn)流程自動(dòng)化現(xiàn)在越來越常見，如果您也有這方面的計(jì)劃，就需要選擇能夠與您現(xiàn)有的設(shè)備或者自動(dòng)化工作站以及管理軟件相兼容的多功能微孔板檢測(cè)儀。安捷倫 BioTek Synergy 多功能微孔板檢測(cè)儀都能滿足這個(gè)要求，如果還有自動(dòng)化洗板的需求，405 系列洗板機(jī)也同樣具備自動(dòng)化兼容性。

8、客戶支持
您在選擇一臺(tái)儀器時(shí)，優(yōu)質(zhì)的客戶支持絕對(duì)是一個(gè)至關(guān)重要的考慮因素。一臺(tái)多功能酶標(biāo)儀可以擁有所有的檢測(cè)模式并能夠升級(jí)，靈敏度和檢測(cè)速度也很優(yōu)異，但是如果你永遠(yuǎn)找不到人來幫助你學(xué)習(xí)如何使用儀器或排除故障, 你將無法發(fā)揮儀器的功能。高質(zhì)量的客戶服務(wù)可以確保使用者在進(jìn)行研究時(shí)獲得持續(xù)的支持。

結(jié) 論
多功能微孔板檢測(cè)儀在生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)室發(fā)揮著舉足輕重的作用，從最基本的科學(xué)研究一直到藥物開發(fā)，使研究人員能夠量化核酸和蛋白質(zhì)，研究蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用，甚至評(píng)估蛋白質(zhì)和藥物如何相互作用。
適合您的微孔板檢測(cè)儀需要滿足您的檢測(cè)需求，易于使用，靈活且隨著應(yīng)用的增加可以升級(jí)，能穩(wěn)固的支持?jǐn)?shù)十萬小時(shí)的檢測(cè)，與您現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)兼容，并能夠?yàn)槟�提供高質(zhì)量客戶服務(wù)。當(dāng)您需要為您的實(shí)驗(yàn)室購(gòu)買多功能微孔板檢測(cè)儀時(shí)，可以從中獲得一點(diǎn)建議。