悟凝膠成像儀性能為圖像分析開新局-3

      凝膠成像分析系統(tǒng)技術(shù)性能的發(fā)揮離不開軟件應(yīng)用模塊和硬件配置的支持。光源組件作為基礎(chǔ)要素之一，其配置很大程度上決定了系統(tǒng)檢測(cè)的適用樣品范圍和功能。
      目前主流凝膠成像產(chǎn)品配置的檢測(cè)光源有哪些，各自發(fā)揮何種功能？如何針對(duì)自身實(shí)驗(yàn)應(yīng)用要求確定系統(tǒng)光源配置？此問題應(yīng)在對(duì)目前市面各主流廠商凝膠成像分析儀所提供的各種檢測(cè)光源做完梳理分析后再回答。
      凝膠成像分析儀的各種檢測(cè)光源，可按光源、檢測(cè)器與被檢樣品位置關(guān)系，分為透射型光源和反射型光源兩大類。透射型光源是指光源、檢測(cè)器分別安裝于被檢透明檢測(cè)物品（凝膠）兩側(cè)，檢測(cè)光可以直接射入和穿透凝膠，對(duì)光路上物品內(nèi)部的生物分子有效檢測(cè)、激發(fā)。而檢測(cè)光源無法穿透的檢測(cè)物，或被檢生物分子分布于檢測(cè)介質(zhì)表面而非內(nèi)部，如結(jié)合于PVDF印跡膜表面的蛋白、抗體等，此時(shí)檢測(cè)光源、檢測(cè)器位于檢測(cè)物品同側(cè)，檢測(cè)器采集的是被檢物品的反射光線或被檢對(duì)象激發(fā)產(chǎn)生的熒光（Western Blot的多色熒光成像檢測(cè)）。
      生物醫(yī)學(xué)科研實(shí)驗(yàn)室凝膠成像分析系統(tǒng)所用的透射光源，既包括紫外透射臺(tái)、紫外白光轉(zhuǎn)換板，紫外藍(lán)光轉(zhuǎn)換板經(jīng)典“三大件”，也涵蓋了基于LED光學(xué)技術(shù)開發(fā)的透射白光板、透射藍(lán)光板及新上市透射綠光臺(tái)等綠色環(huán)保新寵。這其中，每種光源都關(guān)聯(lián)著不同應(yīng)用類型的樣品。配置的細(xì)微差異，體現(xiàn)的是廠家、用戶對(duì)適用樣品的精心謀劃與考量。

一、透射型光源的主要類型和功能
      目前，市面主流品牌凝膠成像分析儀配置的透射型檢測(cè)光源，可劃為5種類型。

1.1 單波長(zhǎng)紫外透射臺(tái)
      UV trans illuminator，紫外透照臺(tái)或紫外透射臺(tái)，是安裝于凝膠成像分析儀主機(jī)暗箱底部的紫外透射燈箱。箱內(nèi)為多只特定波長(zhǎng)紫外燈管平行排列組成的陣列，頂部為對(duì)紫外光譜具有良好通透性能的特殊濾光玻璃窗。整個(gè)紫外透射臺(tái)面范圍紫外光照亮度均勻。
      常用紫外光源波長(zhǎng)為302nm、365nm和254nm三種。不同品牌型號(hào)凝膠成像儀透射臺(tái)紫外燈管配置存在區(qū)別。

表1 常用核酸、蛋白凝膠染料檢測(cè)光譜特征表

      國內(nèi)外眾多凝膠成像分析儀廠家的紫外透射臺(tái)，采用的是302nm波長(zhǎng)這一激發(fā)“最大公約數(shù)”作為出廠標(biāo)配。譬如，伯樂GelDoc Go凝膠成像分析儀內(nèi)置的302nm紫外燈管，伯樂ChemiDoc Western成像分析儀標(biāo)配302 nm Trans-UV；國產(chǎn)GenoSens 2000系列凝膠成像分析儀和ChemiScope 6200 Western成像分析儀均采用了302nm UV SMART 紫外透射臺(tái)的標(biāo)配以支持EB、Gel Red 等染料激發(fā)，實(shí)例不勝枚舉。

       透射臺(tái)內(nèi)底座上安裝的紫外燈管，屬于可更換配件。伯樂GelDoc Go凝膠成像分析儀用戶指南提示， 302nm UVB紫外燈管正常維護(hù)情況下，使用壽命可達(dá)3-5年。 

1.2 雙波長(zhǎng)紫外透射臺(tái)
      表1數(shù)據(jù)表明，與302nm、254nm檢測(cè)應(yīng)用的聲名顯赫比，365nm的角色可謂無足輕重、相形見絀。
365nm處于大部分熒光染料吸收峰的邊緣。雖然也能用于染料激發(fā)，但激發(fā)效能低，熒光信號(hào)弱，檢測(cè)靈敏度不夠。
      另一方面，365nm屬于紫外家族中的UVA長(zhǎng)波紫外線（波長(zhǎng)范圍320~400nm，長(zhǎng)時(shí)間、大劑量輻射暴露情況下使裸露皮膚產(chǎn)生色素沉著（即醫(yī)學(xué)黑斑效應(yīng)）。與UVB中波紫外線(波長(zhǎng)范圍290~320nm，高劑量暴露會(huì)造成皮膚水腫、脫皮等損害)和UVC短波紫外線(波長(zhǎng)范圍200~290nm，尤其是254m消毒紫外線，長(zhǎng)時(shí)間或高強(qiáng)度照射會(huì)破壞組織細(xì)胞和微生物DNA的損傷效應(yīng))的強(qiáng)悍比，小劑量短時(shí)間內(nèi)的365nm輻射暴露安全風(fēng)險(xiǎn)極低。
人      們基于365nm波長(zhǎng)紫外線這兩個(gè)特點(diǎn)，將365nm與302nm組合開發(fā)了雙波長(zhǎng)透射臺(tái)。這樣可充分發(fā)揮302nm波長(zhǎng)強(qiáng)大激發(fā)功能，確保熒光檢測(cè)靈敏度和條帶圖像清晰。而借助于紫外防護(hù)屏(GelDoc Go UV Shield)等有效防護(hù)措施，進(jìn)一步降低紫外線暴露風(fēng)險(xiǎn)的情況下，用365nm波長(zhǎng)紫外的弱激發(fā)效應(yīng)使樣品發(fā)光，實(shí)現(xiàn)樣品觀察、識(shí)別和定位，便于對(duì)電泳凝膠條帶切膠回收等樣品處理操作。
      目前，包括Axygen GD-1000/GDBL-1000凝膠成像分析系統(tǒng)、AlphaImager HP凝膠成像分析儀、UVP BioDoc-It2凝膠成像儀（97-0763-02）在內(nèi)，標(biāo)配都采用了302nm、365nm的雙波長(zhǎng)紫外透射臺(tái)。

1.3 三波長(zhǎng)紫外透射臺(tái)
      科研實(shí)驗(yàn)室中研究方向和技術(shù)手段多元化，使單靠302nm波長(zhǎng)難以達(dá)到與全部研究應(yīng)用要求有效匹配。

      表1表明，254nm波長(zhǎng)光源在一部分核酸、蛋白熒光標(biāo)記樣品檢測(cè)中具有重要價(jià)值。除了可作為470nm藍(lán)光的“備胎”用于諸如Gel Safe、Gel Red、Gel Green、SYBR Green I/ II、GoldView等核酸染料凝膠檢測(cè)外，254nm波長(zhǎng)紫外在采用火烈鳥Flamingo、Oriole染料凝膠總蛋白檢測(cè)和Pro-Q Emerald 300標(biāo)記的糖基化蛋白檢測(cè)中，激發(fā)效果獨(dú)樹一幟，不容忽視。
      但鑒于UVC紫外輻射的潛在風(fēng)險(xiǎn)，使人們對(duì)254nm檢測(cè)應(yīng)用極為忌諱。
      調(diào)研發(fā)現(xiàn)， 目前僅UVP BioDoc-It2凝膠成像分析系統(tǒng)（97-0765-02）等為數(shù)不多機(jī)型提供了包含254nm的254/302/365nm 3波長(zhǎng)紫外透射儀。

（未完待續(xù)）