多功能酶標儀是現(xiàn)今生物技術和研究中不可缺少的工具。隨著高通量檢測和微孔板技術的日漸成熟，多功能酶標儀已漸漸成為現(xiàn)今實驗室必備的系統(tǒng)。市場上有很多多功能酶標儀的廠家，可謂百花齊放。消費者往往會花多眼亂，很難取舍。其實，現(xiàn)今的酶標儀主要有兩種光學技術：一種是利用濾光片技術；另一種是光柵技術。 前者的技術發(fā)展比較早，后者則是較近期的技術。但是兩者其實各有好處，可以互補不足。而不論是哪種技術，選擇酶標儀的第一原則是選擇有最好的信噪比（Signal to Noise Ratio, SNR）。
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濾光片原理: |
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濾光片是玻璃片再加入特定的染料制成的。當加入染料后，濾片的分子結構和折射率發(fā)生了變化，使濾光片對某些色光(也就是波長)的通過有了變化。例如一個480/20nm的濾光片可以讓470nm到490nm波長的光通過，在這個波長范圍以外的光就會被擋住和吸收。在酶標儀內，光源會從氙燈或鹵鎢燈發(fā)出，通過特定的濾片，把不需要的波長隔開，然后再照射到樣本中。樣本中的熒光染料會被激發(fā)，放出發(fā)射光，再透過特定的濾片把雜光隔開，然后被檢測器收集。這就是濾光片系統(tǒng)酶標儀的熒光檢測過程。 |
濾光片的好處：
濾光片具有非常好的透光率 (可高于90%)，也就是說光能量的損失比較少。如下圖(圖1)，在一個熒光檢測中，經(jīng)過濾光片進入樣本的激發(fā)光和從樣本透過濾光片進入檢測器的發(fā)射光都只有少量的損失(大約10%)。光的損失較少，光的能量自然較大，熒光的信號自然很容易檢測。這是獲得高信噪比（SNR）的最初始保證。
所以，由于有高的信噪比（SNR）保證，濾光片系統(tǒng)從酶標儀誕生以來一直就是高靈敏度檢測的黃金標準。我們也不難發(fā)現(xiàn)很多有光柵型酶標儀的廠家在一些檢測靈敏度要求比較高的高端應用(如：TRF、TR-FRET、等)中，都會有另外配上濾光片模塊的設計。因為這些高端的應用，光柵系統(tǒng)未能有滿意的效果或干脆做不到。
濾光片的缺點：
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當然，濾光片也有其缺點。當檢測不同波長的熒光染料時便要用不同的濾光片。市面上大部份濾光片型酶標儀都可配有4-8對濾片以應付不同波長檢測的要求，當特別的波長沒有濾片時，使用者便要另行購買，然后人手更換。有些使用者可能會覺得不太方便。濾光片系統(tǒng)的另一個問題是不能夠做波長掃描，如果使用者想對樣本作波長掃描尋找其光譜特性，那么濾光片系統(tǒng)無法實現(xiàn)。 | |
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光柵的原理： | |
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為解決濾光片系統(tǒng)不可隨時改變波長的問題，光柵型酶標儀就應運而生。它是使用物理性衍射光柵原理在不同的角度把白光光源分開成獨立的波長，之后再經(jīng)過一系列的狹縫把已選取的激發(fā)波長分出來，并照射到樣本上。樣本的發(fā)射光也被同樣的原理去分隔出需要的波長，最后被檢測器接收和量度。 | |
光柵的好處:
光柵系統(tǒng)的好處就是可隨意選擇波長和進行波長掃描，這方便了使用者?，F(xiàn)今大部份的研究單位都設有公用平臺，把一些高端的儀器集中一起管理，高端的多功能酶標儀也是其中之一。光柵型的多功能酶標儀在公用平臺中為使用者提供了便利，因不需更換和保管濾光片，在儀器管理的層面也比較簡單。
光柵的缺點：
雖然光柵系統(tǒng)帶來方便，但也有一些致命缺點。首先，基于光路設計的問題，光柵的光能損失比濾片大很多。如下圖(圖2)，在熒光檢測中，光源經(jīng)過光柵而成的激發(fā)光已比原來的少了大概70%的能量。樣本被激發(fā)后會放出發(fā)射光，發(fā)射光會透過光柵去分隔出需要的波長。被分隔后的發(fā)射光能量再損失了70%。假設熒光被激發(fā)的效率為50%，那么可以進入檢測器被檢測的光只有原來光源的 4.5% ??！ 這就是為什么光柵酶標儀的
靈敏度遠遠沒有濾光片酶標儀好的原因，也正因為這個原因，在高端光柵型的酶標儀也要配備濾光片模塊才能進行TRF、TR-FRET等高靈敏度需求的檢測。
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集兩家之長? | ||||||||||||||
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鑒于市場上開始意識到光柵和濾光片的問題，于是一些酶標儀廠家推出了一些稱為混合型 (Hybrid Technology)的型號。這些混合型系統(tǒng)配有濾光片和光柵兩種光路，用戶可以按需要選擇其一去做檢測。這種概念聽起來是不錯，可是實際上混合型的酶標儀并沒有解決濾光片和光柵互有缺點的問題。它只是把兩種技術放在一起，供使用者選擇，每種技術本身的問題仍然存在。這種儀器的賣點似是市場推廣的手法較真正解決問題為多。 | ||||||||||||||
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要真正集兩家之長，就是要使酶標儀能擁有濾光片的高信噪比同時也擁有光柵的靈活 | ||||||||||||||
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性。德國專業(yè)酶標儀廠家BMG Labtech剛在今年七月推出了突破性的新技術—線性漸變?yōu)V光片（LVF）技術。這個技術利用漸變?yōu)V光片技術實現(xiàn)了光柵的功能，且同時保證了濾光片本身的高信噪比特性。LVF系統(tǒng)既可以隨意挑選波長和進行波長掃描。更具突破性的是，LVF技術完全克服了傳統(tǒng)光柵帶寬選擇的局限性，可按實驗需在8nm-100nm之間選擇任意帶寬（0.1nm遞進）！也就是說LVF集合了濾光片的高信噪比、更大彈性帶寬選擇的優(yōu)點和傳統(tǒng)光柵波長選擇和波長掃描等所有優(yōu)點，諸多優(yōu)點的有機結合造就了新一代的多功能酶標儀——LVF酶標儀。 | ||||||||||||||
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現(xiàn)在，LVF酶標儀的使用者可以利用LVF技術像傳統(tǒng)光柵酶標儀一樣去自由制定任意波長的濾光片。LVF酶標儀與傳統(tǒng)濾光片酶標儀相比較，在普通熒光檢測、TRF、TR-FRET等高端領域檢測效果與濾光片系統(tǒng)酶標儀同樣出色！LVF技術是市場上唯一可以改變波長和帶寬的濾光片/光柵，這種特破性的設計使LVF酶標儀可完成任何波長、任何帶寬、任何檢測的完美檢測！ | ||||||||||||||
