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光源做完梳理分析后再回答。
      凝膠成像分析儀的各種檢測光源，可按光源、檢測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、檢測器分別安裝于被檢透明檢測物品（凝膠）兩側(cè)，檢測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、激發(fā)。而檢測光源無法穿透的檢測物，或被檢生物分子分布于檢測介質(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)檢測光源、檢測器位于檢測物品同側(cè)，檢測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）。
      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光源，可劃為5種類型。

1.1 單波長紫外透射臺(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 雙波長紫外透射臺(tái)
      表1數(shù)據(jù)表明，與302nm、254nm檢測應(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，檢測靈敏度不夠。
      另一方面，365nm屬于紫外家族中的UVA長波紫外線（波長范圍320~400nm，長時(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(波長范圍200~290nm，尤其是254m消毒紫外線，長時(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波長紫外線這兩個(gè)特點(diǎn)，將365nm與302nm組合開發(fā)了雙波長透射臺(tái)。這樣可充分發(fā)揮302nm波長強(qiáng)大激發(fā)功能，確保熒光檢測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的雙波長紫外透射臺(tái)。

1.3 三波長紫外透射臺(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波長光源在一部分核酸、蛋白熒光標(biāo)記樣品檢測中具有重要價(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外，254nm波長紫外在采用火烈鳥Flamingo、Oriole染料凝膠總蛋白檢測和Pro-Q Emerald 300標(biāo)記的糖基化蛋白檢測中，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波長紫外透射儀。

（未完待續(xù)）