淺談多功能酵素免疫分析儀選擇的要素

淺談多功能酵素免疫分析儀選擇的要素


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近年來，隨著多功能酵素免疫分析儀在國內各大院校實驗室逐漸推廣開來，多功能酵素免疫分析儀品牌和型號也逐漸多了起來，另使用者眼花撩亂。除了三大傳統優勢品牌PE、MD 和TECAN，還出現了眾多後來者插足此市場，如收購了芬蘭雷勃的Thermo、從發光起家的Berthold、針對藥篩領域的BMG 以及新興的BioTek 等品牌。 各品牌都有各自的一個甚至多個系列產品線，特性各不相同，選購時各種技術參數、技術指標令人眼花繚亂。這篇文章嘗試從用戶實際使用的角度，探討應該如何看待花樣繁多的儀器特性，希望能幫助大家找到真正合適自己的多功能酵素免疫分析儀。一、濾鏡Vs 全波長多功能酵素免疫分析儀的分類方法眾多，但最簡單的莫過於用他們的濾光方式來作分界線。 一般來說，可以分為濾鏡型和全波長型兩大類。 當然也有一些型號，例如Synergy4和EnVision 等，一台機器裡面同時裝上了濾鏡型和全波長。 但是濾鏡和全波長並不能同時完成同一個檢測，還是想用全波長的時候用全波長，該用濾鏡的時候用濾鏡；還有一些實驗非用其中一個不可，另一模組實現不了的。 所以這類儀器本質上還只是把濾鏡和全波長放在了一起，並沒有使兩者糅合而產生新的技術突破。總體來說，濾鏡技術由於發展已久，配合Dichroic Mirror（其實也就是另一模式的濾光反光濾鏡）等光學系統，可以實現大部分實驗的需要。 目前常規多功能酵素免疫分析儀中最高的檢測靈敏度就是用濾光片型做出來的，例如TECAN Infinite F500 的螢光檢測的靈敏度可以達到0.04 fmol/well，此台機型為市售所有多功能酵素免疫分析儀種類中，靈敏度最佳的機器。但是濾鏡型儀器由於受限於單顆濾鏡的波長限制，不可能滿足日益增加的實驗類型的檢測需要，而且有時需要對物質的吸收、激發和發射光譜表現進行研究，所以後來就誕生了全波長型的儀器。 相關文章請點選 TECAN Infinite F500 全功能濾鏡式分析儀
最先推出全波長的是MD， 由於早期全波長技術設計會有光純度不足干擾，在全波長的後面又加入了一組CutOff 濾鏡，再把雜光過濾一遍，達到了5×10 -4 的雜光率，達到同等於一般濾鏡型系統的抑制雜光效果。 後來TECAN 又創新發展出四重全波長技術 (Quad4 Monochromator)，在激發和發射各用了一組雙全波長，通過兩次全波長濾光，雜光率降到了10 -6 。
爾後，全波長型酵素免疫分析儀的推陳出新，使得用戶在波長選擇上不再受限，而且在雜光率、螢光頻寬選擇等性能上還超越了濾光片系統。 例如，TECAN 公司在2008 年底推出的 Infinite M1000 酵素免疫分析儀，雜光率降到了2×10 -7 的新低，還實現了頻寬2.5～20 nm 連續可調。 這些都是目前濾鏡型酵素免疫分析儀所不能或者較難實現的。 相關文章請點選 TECAN Infinite M1000 多功能全波長分析儀
二、雜光率&波長準確性全波長型濾光系統儼然已經成為了目前通用性多功能酵素免疫分析儀的主流，多家廠家共同努力，已經把全波長技術推到了歷史新高。 在全波長的眾多技術參數之中，最關鍵的無疑就是全波長的雜光率和波長選擇的準確性了。雜光率指得就是光源通過全波長後，得到的光線中，“不需要”的波長的光佔所標稱波長的光的比例，表徵了濾光的純度。 由於光線干涉、衍射等的複雜性，無論使用濾鏡型還是全波長，雜光都是不可避免的。 各種濾光技術的本質就是要想辦法把雜光盡可能地去掉。 一般來說，濾鏡型的雜光率在10 -4 ～10 -5 之間，全波長型的可以做到10 -6 ～10 -7 。 由於此類雜光是非特異的，而且會直接進入最後的檢測器，所以有多少的雜光就會引入多少的隨機誤差。在螢光等檢測過程中，由於檢測器存在放大效應，雜光率的干擾也會被指數級放大。 因此，雜光率就是一個濾光系統的首要性能指標。
全波長的另一個重要指標就是波長選擇的準確性。 因為很多檢測是依賴於物質在某個波長的特徵圖譜。 就像DNA/RNA 的OD260 濃度測定，實際檢測波長偏離260nm 幾個nm 以上的話，OD 值與最終濃度之間的數學關係就會發生改變。 因此，一組性能優良的全波長系統，他的波長選擇準確性應該是在±0.5～1nm 之間。 波長偏離過大有時就會影響到最終結果的準確性。相關文章請點選 NanoQuant 微量定量盤
三、認證參數在保證檢測可靠的基礎上，不同儀器的下一個差異就體現在檢測的靈敏度上面，這時人們關心的就是儀器能夠檢測到多弱的信號。靈敏度涉及了整個光路系統的設計和選料，很難說某一個部件會起決定性作用。 但是有一點，在各種單功能檢測項目中，吸收光檢測用非放大型的光電二極管 (UV Silicon Photodiode)、螢光檢測用光電倍增管 (PMT)、冷光專門設計的單光子計數光電倍增管(Photon Counting System)，這三種不同的偵測器系統是各自光學檢測模組的優先選擇。各單項檢測的最優結果都是用相應的偵測器系統得以得到最佳的偵測靈敏度。 當然也有的儀器出於成本等考慮，用一個偵測器兼容多種檢測模式，這在一定程度上也能完成實驗需求，但是在性能上也會有所犧牲折中，無法實現各項檢測都達到最優化。
關於靈敏度的定義和檢測標準，每個廠家都有各自的描述，都會說自己是怎樣怎樣好，很難有一個直觀的客觀比較。 因此，某些試劑廠家就站了出來，對某些儀器的檢測性能提供一個第三方的認證。比較常見的是冷光檢測領域裡面的Promega 公司DLReady 認證，螢光檢測領域的Invitrogen 公司的LanthaScreen 系列認證、Cisbio 公司的HTRF 認證、BellBrook 實驗室的Transcreener 認證等等。 這些認證主要是針對公司提供的某一類型的要求較高的試劑盒，涵蓋了對檢測儀器的各種性能要求，包括：檢測方法是否能用，靈敏度、線性範圍、well 間干擾等是否滿足要求等等。如果需要做相關的實驗，例如做Luciferase 冷光檢測的就看看儀器是否有DLReady 認證、做TR-FRET 的就看看HTRF 認證、做FP 就看看Transcreener 認證，如果機器擁有相關的認證，就可以說明該機器在一定程度上能夠較好地滿足類似檢測的各種需求，遠比單單比較一個靈敏度參數更能說明問題。 因為一個實驗能否做好並不是單單一個靈敏度就能表徵的。全波長型的儀器由於新技術近幾年才逐漸興起，受限於技術研發和儀器成本，同一個價格範圍內的靈敏度等指標會略差於發展成熟的濾光片機器。 所以，在中檔多功能酵素免疫分析儀領域，拿到了各種認證的全波長型儀器並不多見。 而作為新一代全波長型酵素免疫分析儀的代表作，TECAN M1000 已經拿到了全部上述四種認證，而且在靈敏度等單項性能上也已經超越了不少的中高端濾鏡型酵素免疫分析儀。
這說明了全波長型酵素免疫分析儀的研發又進入了一個新的高度，除了在靈活性上取得了無可替代的作用外，還在檢測靈敏度等方面也逐漸替代傳統的濾光片型酵素免疫分析儀。 全波長型是科研領域多功能酵素免疫分析儀的未來主要發展趨勢；而濾光片型儀器也正在往單項性能更優的方面改進。
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