酶標(biāo)儀也被稱為微孔板檢測儀,是生命科學(xué)研究實驗室的重要工具。
傳統(tǒng)的酶標(biāo)儀是指具備吸收光檢測功能的酶聯(lián)免疫檢測儀,后來隨著檢測方式的發(fā)展,在吸收光檢測基礎(chǔ)上增加了熒光和發(fā)光檢測,因此,我們把具有兩種及兩種以上檢測功能的酶標(biāo)儀稱為多功能酶標(biāo)儀,也叫做多功能微孔板檢測儀,目前廣泛應(yīng)用于臨床檢驗、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。
十年技術(shù)支持的經(jīng)驗來簡單粗暴地談一談多功能酶標(biāo)儀以及它能實現(xiàn)的功能,希望能為研究者在選擇酶標(biāo)儀的時候提供一定的參考。
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)光三種檢測模式,熒光檢測還包括高級熒光應(yīng)用。因此一臺全面的多功能酶標(biāo)儀能夠提供的檢測模式可以包括:
1、吸收光檢測(Absorbance):
使用單色器或者濾光片系統(tǒng)來發(fā)射和檢測特定波長,檢測的是物質(zhì)本身,不同的物質(zhì)有不同的吸收光波長,對波長選擇靈活性要求較高。
典型應(yīng)用:ELISA 以及 DNA/RNA 純度檢測
2、熒光強(qiáng)度(Fluorescence Intensity,F(xiàn)I):
采用特定波長激發(fā)光來激發(fā)樣品孔內(nèi)的熒光標(biāo)志物,通過檢測器檢測熒光物質(zhì)被激發(fā)產(chǎn)生的發(fā)生光。因為熒光分子被激發(fā)后電子會發(fā)生能量躍遷,當(dāng)電子回落時產(chǎn)生發(fā)射光,因此發(fā)射光的波長會比激發(fā)光的波長更長(能量更低),比如常用的 GFP 的最佳激發(fā)波長是 488nm ,最佳發(fā)射光檢測波長是 510nm 。
熒光強(qiáng)度還有一個衍生實驗,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)記兩個生物分子,如果兩個生物分子足夠接近,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。FRET 通常用來檢測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)射光波長范圍需要與受體熒光分子的激發(fā)光波長重疊。
3、發(fā)光檢測(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。與吸收光和熒光檢測不同的是,發(fā)光檢測不需要激發(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 檢測和雙報告基因檢測
4、發(fā)光共振能量轉(zhuǎn)移(Bioluminescence Resonance Energy Transfer,BRET):跟 FRET 類似的檢測原理,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、時間分辨熒光(Time-resolved fluorescence ,TRF):
是一種高級熒光檢測,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,不會馬上猝滅。利用這種特性,就可以在激發(fā)后延遲檢測,使得檢測信號不受激發(fā)光和背景熒光的干擾,是一種極其敏感的檢測方法。
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)(勻相時間分辨熒光),用于大分子相互作用檢測,靈敏度高、特異性好。
6、熒光偏振(Fluorescence polarization,F(xiàn)P):
也是一種高級熒光檢測模式,需要酶標(biāo)儀產(chǎn)生的激發(fā)光光波能夠在一個方向上振蕩,熒光標(biāo)記在小分子上,通過競爭性結(jié)合來檢測大分子和小分子相互作用,了解熒光偏振技術(shù)詳細(xì)實驗方案。
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)后會發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生一個放大的信號,并擴(kuò)散到受體微珠,使受體微珠產(chǎn)生一個發(fā)射光。常用于檢測大分子相互作用。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
檢測模式 | 應(yīng)用 |
吸收光檢測 | 核酸純度/定量、蛋白質(zhì)定量、ELISA、細(xì)菌生長 OD600 測定、MMT/CCK8 等細(xì)胞活力分析 |
熒光強(qiáng)度 | DNA/RNA 準(zhǔn)確定量、蛋白質(zhì)表達(dá)、細(xì)胞定量、基于熒光的免疫吸附測定、酶動力學(xué)、鈣流檢測、線粒體膜電位 |
發(fā)光檢測 | 報告基因分析、鈣流、化學(xué)發(fā)光 ELISA、BRET、細(xì)胞活力分析(ATP)、細(xì)胞毒性、激酶分析 |
時間分辨熒光(TRF)/勻相時間分辨熒光(HTRF) | GPCR 測定、激酶測定、細(xì)胞因子和生物標(biāo)志物檢測、細(xì)胞代謝、蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用、受體-配體相互作用、藥物發(fā)現(xiàn)、高通量篩選 |
熒光偏振(FP) | 蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用、蛋白質(zhì)-小分子藥物相互作用、蛋白 -DNA 相互作用 |
Alpha 檢測 | GPCR 測定、激酶測定、細(xì)胞因子定量、生物標(biāo)志物檢測、細(xì)胞信號傳導(dǎo)、蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用、藥物發(fā)現(xiàn)、高通量篩選 |