酶標(biāo)儀百科知識(shí)
一、定義與別名
酶標(biāo)儀(Microplate Reader),又稱酶聯(lián)免疫檢測(cè)儀或微孔板檢測(cè)器,是酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA)的專用儀器。其核心功能是通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)對(duì)微孔板(如96孔板)中的樣本進(jìn)行吸光度、熒光強(qiáng)度或化學(xué)發(fā)光等信號(hào)的定量分析,廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、臨床診斷、食品安全及環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。
二、核心組成與功能
光路系統(tǒng)
濾光片式酶標(biāo)儀:通過(guò)更換固定波長(zhǎng)濾光片實(shí)現(xiàn)單波長(zhǎng)檢測(cè),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低,但波長(zhǎng)靈活性差。
光柵式酶標(biāo)儀:利用光柵分光技術(shù)實(shí)現(xiàn)全波長(zhǎng)掃描(340-1000nm),支持多波長(zhǎng)檢測(cè),但光能損失較大。
光源:通常采用石英鎢燈或氘燈,覆蓋紫外到可見(jiàn)光波段(340-750nm)。
濾光片/光柵:
光電檢測(cè)器:將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào),常見(jiàn)類型包括光電二極管(PD)和光電倍增管(PMT),后者靈敏度更高。
信號(hào)采集與處理系統(tǒng)
電信號(hào)經(jīng)前置放大、對(duì)數(shù)放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換后,由微處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,最終通過(guò)顯示屏或打印機(jī)輸出結(jié)果(如吸光度值OD)。
現(xiàn)代酶標(biāo)儀多配備計(jì)算機(jī)軟件,支持?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)、曲線擬合及質(zhì)控分析。
機(jī)械驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
自動(dòng)型酶標(biāo)儀通過(guò)X/Y方向機(jī)械臂移動(dòng)微孔板,實(shí)現(xiàn)批量檢測(cè);手動(dòng)型則需人工操作,結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單。
輔助功能
震板功能:檢測(cè)前振蕩混勻樣本,確保顏色均勻。
溫度控制:部分高端型號(hào)支持孵育功能,維持反應(yīng)溫度(如37℃)。
多模式檢測(cè):集成吸光度、熒光、化學(xué)發(fā)光、時(shí)間分辨熒光(TRF)等多種檢測(cè)模塊。
三、工作原理
酶標(biāo)儀基于朗伯-比爾定律(Lambert-Beer Law),通過(guò)測(cè)量樣本對(duì)特定波長(zhǎng)光的吸收程度(吸光度OD),推算待測(cè)物濃度。其流程如下:
光源發(fā)射:光波經(jīng)濾光片或光柵轉(zhuǎn)換為單色光。
樣本吸收:光穿過(guò)微孔板中的樣本,部分被吸收,剩余光透過(guò)樣本到達(dá)檢測(cè)器。
信號(hào)轉(zhuǎn)換:光電檢測(cè)器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào),經(jīng)放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換后,由微處理器計(jì)算吸光度值。
結(jié)果輸出:顯示或打印吸光度值,并可進(jìn)一步轉(zhuǎn)換為濃度值(需通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)曲線校準(zhǔn))。
四、技術(shù)分類
按檢測(cè)模式分類
光吸收酶標(biāo)儀:檢測(cè)可見(jiàn)光/紫外光吸光度,適用于ELISA、DNA/RNA定量等。
熒光酶標(biāo)儀:檢測(cè)熒光強(qiáng)度,用于免疫熒光、細(xì)胞學(xué)分析等。
化學(xué)發(fā)光酶標(biāo)儀:檢測(cè)生物化學(xué)反應(yīng)中的自發(fā)光,靈敏度極高,適用于報(bào)告基因、ATP檢測(cè)等。
多功能酶標(biāo)儀:集成上述多種模式,支持吸光度、熒光、化學(xué)發(fā)光、TRF等檢測(cè)。
按通道數(shù)分類
單通道酶標(biāo)儀:每次檢測(cè)一個(gè)孔,需手動(dòng)或自動(dòng)移動(dòng)微孔板。
多通道酶標(biāo)儀:配備多光束和多檢測(cè)器,可同時(shí)檢測(cè)一排(如8通道)或整板(96孔)樣本,檢測(cè)速度更快。
五、操作流程
準(zhǔn)備工作
將酶標(biāo)儀、電腦及主機(jī)置于平穩(wěn)、干燥處,避免陽(yáng)光直射和磁場(chǎng)干擾。
接通電源,預(yù)熱5-10分鐘至儀器穩(wěn)定。
裝載酶標(biāo)板
打開測(cè)量軟件,將酶標(biāo)板放入架子,確保孔位對(duì)齊。
蓋上儀器蓋,避免外界光干擾。
參數(shù)設(shè)置
選擇檢測(cè)模式(如吸光度、熒光)、波長(zhǎng)(如450nm)、檢測(cè)方式(單波長(zhǎng)/雙波長(zhǎng))。
設(shè)置震板時(shí)間、溫度(如需孵育)及數(shù)據(jù)輸出格式。
開始檢測(cè)
點(diǎn)擊“開始測(cè)量”,儀器自動(dòng)完成檢測(cè)并顯示結(jié)果。
導(dǎo)出數(shù)據(jù)至Excel或其他軟件進(jìn)行進(jìn)一步分析。
清理與關(guān)機(jī)
取出酶標(biāo)板,關(guān)閉儀器蓋和電源。
用干凈軟布擦拭儀器表面,保持干燥。
六、技術(shù)優(yōu)勢(shì)
高靈敏度:化學(xué)發(fā)光模式靈敏度可達(dá)飛摩爾(fmol)級(jí)別,適用于痕量檢測(cè)。
高通量:多通道酶標(biāo)儀可在數(shù)秒內(nèi)完成96孔板檢測(cè),大幅提升實(shí)驗(yàn)效率。
多功能性:支持多種檢測(cè)模式,滿足ELISA、細(xì)胞增殖、報(bào)告基因等多樣化需求。
自動(dòng)化程度高:現(xiàn)代酶標(biāo)儀集成震板、孵育、數(shù)據(jù)自動(dòng)處理等功能,減少人為誤差。
七、應(yīng)用領(lǐng)域
臨床診斷
檢測(cè)病毒抗體(如HIV、乙肝)、腫瘤標(biāo)志物(如AFP、CEA)及激素水平。
用于傳染病篩查、優(yōu)生優(yōu)育檢測(cè)及自身免疫疾病診斷。
生物醫(yī)學(xué)研究
ELISA實(shí)驗(yàn):定量分析抗原/抗體濃度。
細(xì)胞學(xué)分析:MTT法檢測(cè)細(xì)胞活性,報(bào)告基因分析(如熒光素酶)。
藥物篩選:通過(guò)化學(xué)發(fā)光檢測(cè)藥物分子與靶點(diǎn)結(jié)合情況。
食品安全與環(huán)境監(jiān)測(cè)
檢測(cè)食品中的農(nóng)藥殘留、重金屬及抗生素。
分析水質(zhì)、空氣中的污染物(如重金屬離子、農(nóng)藥)。
農(nóng)業(yè)科學(xué)
植物病毒檢測(cè)及種子活力評(píng)估。
動(dòng)物疫病診斷(如禽流感、口蹄疫)。
八、維護(hù)與保養(yǎng)
環(huán)境要求
放置于無(wú)磁場(chǎng)、低噪音(<40分貝)的環(huán)境,避免陽(yáng)光直射。
操作溫度15-40℃,濕度15%-85%。
日常清潔
每次使用后用干布擦拭儀器表面,避免水汽或化學(xué)試劑腐蝕。
定期清潔光路系統(tǒng)(如濾光片、光柵),防止灰塵遮擋。
定期校準(zhǔn)
每6個(gè)月聯(lián)系廠家校準(zhǔn)波長(zhǎng)、吸光度范圍及線性度,確保檢測(cè)準(zhǔn)確性。
更換光源后需重新校準(zhǔn),避免光強(qiáng)衰減影響結(jié)果。
耗材管理
使用專用酶標(biāo)板,避免劃傷或污染。
定期更換密封圈、濾光片等易損件,防止漏光或信號(hào)衰減。
九、發(fā)展趨勢(shì)
智能化與自動(dòng)化
集成AI算法,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)質(zhì)控、異常值識(shí)別及實(shí)驗(yàn)優(yōu)化。
支持物聯(lián)網(wǎng)(IoT)功能,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控與數(shù)據(jù)共享。
微型化與便攜化
開發(fā)手持式酶標(biāo)儀,滿足現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)需求(如疫情篩查、食品安全巡檢)。
多模態(tài)融合
結(jié)合拉曼光譜、表面等離子體共振(SPR)等技術(shù),提升檢測(cè)特異性與靈敏度。
綠色環(huán)保
采用低能耗設(shè)計(jì),減少化學(xué)試劑使用,降低實(shí)驗(yàn)廢棄物產(chǎn)生。
注:文章來(lái)源于網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán),請(qǐng)聯(lián)系刪除