自从列文虎克通过他的显微镜观察并第一次描述微观世界,科学家们一直在寻找新方法观察生物学世界。多年以来,越来越多的成像设备进入实验室利用复杂的化学过程“观察“生命进程和结构。列文虎克的第一本出版物345年纪念日临近,让我们花一些时间细数这些强力的技术,是它们帮助揭开生命运行的面纱。
放射化学
放射性化学物质标记曾经是用于检测动态的生命进程的唯一方法。然而,因为更为安全的可替代的方法的发现,放射性同位素方法在上世纪末被逐步的停用。对于一些应用来说,通过安全规程的使用,放射性化学物质的危害减弱,技术优势远大于危害。
应用:主要使用于组织样品的成像,Southern blots, northern blots, 激酶活性分析
化学发光
高特异性,高灵敏度,比放射性同位素成像更安全,比荧光有更好的信号放大率。化学发光技术,例如ELISA,Western Blot在所有的生命科学实验室都是普遍使用的。然而,化学发光是生物学反应,它的重复性易受到实验的和环境的因素影响,例如反应持续时间,反应物的量,曝光量,环境因素(温度,缓冲液等)
应用:主要使用于ELISA,Western Blot
酶-鲁米诺反应
简单,优选,有效,鲁米诺是已确认的众所周知的化学发光染料
当鲁米诺的二价阴离子形式被氧化,形成激发态,当激发态回到基态的时候释放光子,即为化学发光。
ECL
酚类化合物和其他化合物可以增强反应量级和催化鲁米诺氧化的稳定性,产生光是之前的1000倍。这个即为增强型化学发光。
氧化剂
通常使用氧化性质的试剂,包括臭氧,卤素,纯氧,过氧化氢和次氯酸盐。在这些中,过氧化氢是最常用的,因为它可以增强鲁米诺的发光强度。
酶
包括辣根过氧化物酶(HRP)和碱性磷酸酶(AP),金属离子也可以作为鲁米诺氧化反应的催化剂。
检测
鲁米诺的发射光范围通常在370-490nm, 波峰在420nm。但可以有很大变化。例如,有证据证明当铁存在时,会引起光谱漂移,导致波峰在455nm。
荧光
和显微镜检测关联较多,基于荧光的技术已经从显微镜载玻片迅速的扩展,进入实验室核心。荧光是放射性同位素的另外一个替代物,人类基因组测序项目和基于染料的测序的发展,使得显微镜之外的荧光应用更加普遍。从那时起,检测技术的快速发展和强大的计算机处理器促进荧光应用于蛋白检测,例如荧光western blot,可以同时使用几个荧光基团,极大提高效率和实验的一致性和重复性。
每一个荧光反应都有其特殊的激发光和发射光波长范围,所以荧光成像具有极大的灵活性,
只要其光谱不重合,科研工作者几乎可以任意选择多色的波段整合。。
应用:
主要是Western Blot; ELISA, 免疫组化,微阵列,in-gel 荧光,其他基于荧光的应用
近红外荧光 (NIR)为人类眼睛无法看到,波谱范围大致从650-900nm。近红外荧光成像具有较高的灵敏度,较低的自发荧光,较强的组织穿透能力,可用于活体成像。
GFP中的突变可以改变荧光波段,利用这一点,科学家设计不同的GFP衍生物,在可见荧光的每一个波段都可以激发。现在可以使用GFP变异体把信号印在活菌上。
Azure Sapphire 双模式多光谱激光成像系统
Azure Biosystems公司是一家创新型服务于生命科学和医学领域的公司,成像产品体现了创新、高技术和颠覆性的精神。在原来C系列成像的基础上,我们推出了全新的Azure Sapphire双模式多光谱激光成像系统。
> 4激光激发:488nm(蓝色)、520nm(绿色)、658nm(红色)、785nm(NIR);
> 唯一的3种检测器设计:PMT、APD和CCD用于信号检测;
> 扫描方式:同时成像,扫描更快速;
> 分辨率更高:可达到10微米的分辨率,成像更清晰;
> 动态范围更宽:同时定量低丰度和高丰度蛋白,定量更准确;
> 双模式成像:具有扫描检测和CCD成像双模式,扫描模式用于荧光检测和磷屏成像,CCD用于高灵敏化学发光成像,实验更多选择。