自從列文虎克通過他的顯微鏡觀察并第一次描述微觀世界,科學家們一直在尋找新方法觀察生物學世界。多年以來,越來越多的成像設備進入實驗室利用復雜的化學過程“觀察“生命進程和結構。列文虎克的第一本出版物345年紀念日臨近,讓我們花一些時間細數這些強力的技術,是它們幫助揭開生命運行的面紗。
放射化學
放射性化學物質標記曾經是用于檢測動態的生命進程的唯一方法。然而,因為更為安全的可替代的方法的發現,放射性同位素方法在上世紀末被逐步的停用。對于一些應用來說,通過安全規程的使用,放射性化學物質的危害減弱,技術優勢遠大于危害。
應用:主要使用于組織樣品的成像,Southern blots, northern blots, 激酶活性分析
化學發光
高特異性,高靈敏度,比放射性同位素成像更安全,比熒光有更好的信號放大率。化學發光技術,例如ELISA,Western Blot在所有的生命科學實驗室都是普遍使用的。然而,化學發光是生物學反應,它的重復性易受到實驗的和環境的因素影響,例如反應持續時間,反應物的量,曝光量,環境因素(溫度,緩沖液等)
應用:主要使用于ELISA,Western Blot
酶-魯米諾反應
簡單,優選,有效,魯米諾是已確認的眾所周知的化學發光染料
當魯米諾的二價陰離子形式被氧化,形成激發態,當激發態回到基態的時候釋放光子,即為化學發光。
ECL
酚類化合物和其他化合物可以增強反應量級和催化魯米諾氧化的穩定性,產生光是之前的1000倍。這個即為增強型化學發光。
氧化劑
通常使用氧化性質的試劑,包括臭氧,鹵素,純氧,過氧化氫和次氯酸鹽。在這些中,過氧化氫是最常用的,因為它可以增強魯米諾的發光強度。
酶
包括辣根過氧化物酶(HRP)和堿性磷酸酶(AP),金屬離子也可以作為魯米諾氧化反應的催化劑。
檢測
魯米諾的發射光范圍通常在370-490nm, 波峰在420nm。但可以有很大變化。例如,有證據證明當鐵存在時,會引起光譜漂移,導致波峰在455nm。
熒光
和顯微鏡檢測關聯較多,基于熒光的技術已經從顯微鏡載玻片迅速的擴展,進入實驗室核心。熒光是放射性同位素的另外一個替代物,人類基因組測序項目和基于染料的測序的發展,使得顯微鏡之外的熒光應用更加普遍。從那時起,檢測技術的快速發展和強大的計算機處理器促進熒光應用于蛋白檢測,例如熒光western blot,可以同時使用幾個熒光基團,極大提高效率和實驗的一致性和重復性。
每一個熒光反應都有其特殊的激發光和發射光波長范圍,所以熒光成像具有極大的靈活性,
只要其光譜不重合,科研工作者幾乎可以任意選擇多色的波段整合。。
應用:
主要是Western Blot; ELISA, 免疫組化,微陣列,in-gel 熒光,其他基于熒光的應用
近紅外熒光 (NIR)為人類眼睛無法看到,波譜范圍大致從650-900nm。近紅外熒光成像具有較高的靈敏度,較低的自發熒光,較強的組織穿透能力,可用于活體成像。
GFP中的突變可以改變熒光波段,利用這一點,科學家設計不同的GFP衍生物,在可見熒光的每一個波段都可以激發。現在可以使用GFP變異體把信號印在活菌上。
Azure Sapphire 雙模式多光譜激光成像系統
Azure Biosystems公司是一家創新型服務于生命科學和醫學領域的公司,成像產品體現了創新、高技術和顛覆性的精神。在原來C系列成像的基礎上,我們推出了全新的Azure Sapphire雙模式多光譜激光成像系統。
> 4激光激發:488nm(藍色)、520nm(綠色)、658nm(紅色)、785nm(NIR);
> 唯一的3種檢測器設計:PMT、APD和CCD用于信號檢測;
> 掃描方式:同時成像,掃描更快速;
> 分辨率更高:可達到10微米的分辨率,成像更清晰;
> 動態范圍更寬:同時定量低豐度和高豐度蛋白,定量更準確;
> 雙模式成像:具有掃描檢測和CCD成像雙模式,掃描模式用于熒光檢測和磷屏成像,CCD用于高靈敏化學發光成像,實驗更多選擇。