酶標儀百科知識
一、定義與別名
酶標儀(Microplate Reader),又稱酶聯(lián)免疫檢測儀或微孔板檢測器,是酶聯(lián)免疫吸附試驗(ELISA)的專用儀器。其核心功能是通過光學(xué)系統(tǒng)對微孔板(如96孔板)中的樣本進行吸光度、熒光強度或化學(xué)發(fā)光等信號的定量分析,廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、臨床診斷、食品安全及環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域。
二、核心組成與功能
光路系統(tǒng)
濾光片式酶標儀:通過更換固定波長濾光片實現(xiàn)單波長檢測,結(jié)構(gòu)簡單、成本低,但波長靈活性差。
光柵式酶標儀:利用光柵分光技術(shù)實現(xiàn)全波長掃描(340-1000nm),支持多波長檢測,但光能損失較大。
光源:通常采用石英鎢燈或氘燈,覆蓋紫外到可見光波段(340-750nm)。
濾光片/光柵:
光電檢測器:將光信號轉(zhuǎn)換為電信號,常見類型包括光電二極管(PD)和光電倍增管(PMT),后者靈敏度更高。
信號采集與處理系統(tǒng)
電信號經(jīng)前置放大、對數(shù)放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換后,由微處理器進行數(shù)據(jù)處理,最終通過顯示屏或打印機輸出結(jié)果(如吸光度值OD)。
現(xiàn)代酶標儀多配備計算機軟件,支持數(shù)據(jù)存儲、曲線擬合及質(zhì)控分析。
機械驅(qū)動系統(tǒng)
自動型酶標儀通過X/Y方向機械臂移動微孔板,實現(xiàn)批量檢測;手動型則需人工操作,結(jié)構(gòu)更簡單。
輔助功能
震板功能:檢測前振蕩混勻樣本,確保顏色均勻。
溫度控制:部分高端型號支持孵育功能,維持反應(yīng)溫度(如37℃)。
多模式檢測:集成吸光度、熒光、化學(xué)發(fā)光、時間分辨熒光(TRF)等多種檢測模塊。
三、工作原理
酶標儀基于朗伯-比爾定律(Lambert-Beer?。蹋幔鳎ㄟ^測量樣本對特定波長光的吸收程度(吸光度OD),推算待測物濃度。其流程如下:
光源發(fā)射:光波經(jīng)濾光片或光柵轉(zhuǎn)換為單色光。
樣本吸收:光穿過微孔板中的樣本,部分被吸收,剩余光透過樣本到達檢測器。
信號轉(zhuǎn)換:光電檢測器將光信號轉(zhuǎn)換為電信號,經(jīng)放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換后,由微處理器計算吸光度值。
結(jié)果輸出:顯示或打印吸光度值,并可進一步轉(zhuǎn)換為濃度值(需通過標準曲線校準)。
四、技術(shù)分類
按檢測模式分類
光吸收酶標儀:檢測可見光/紫外光吸光度,適用于ELISA、DNA/RNA定量等。
熒光酶標儀:檢測熒光強度,用于免疫熒光、細胞學(xué)分析等。
化學(xué)發(fā)光酶標儀:檢測生物化學(xué)反應(yīng)中的自發(fā)光,靈敏度極高,適用于報告基因、ATP檢測等。
多功能酶標儀:集成上述多種模式,支持吸光度、熒光、化學(xué)發(fā)光、TRF等檢測。
按通道數(shù)分類
單通道酶標儀:每次檢測一個孔,需手動或自動移動微孔板。
多通道酶標儀:配備多光束和多檢測器,可同時檢測一排(如8通道)或整板(96孔)樣本,檢測速度更快。
五、操作流程
準備工作
將酶標儀、電腦及主機置于平穩(wěn)、干燥處,避免陽光直射和磁場干擾。
接通電源,預(yù)熱5-10分鐘至儀器穩(wěn)定。
裝載酶標板
打開測量軟件,將酶標板放入架子,確保孔位對齊。
蓋上儀器蓋,避免外界光干擾。
參數(shù)設(shè)置
選擇檢測模式(如吸光度、熒光)、波長(如450nm)、檢測方式(單波長/雙波長)。
設(shè)置震板時間、溫度(如需孵育)及數(shù)據(jù)輸出格式。
開始檢測
點擊“開始測量”,儀器自動完成檢測并顯示結(jié)果。
導(dǎo)出數(shù)據(jù)至Excel或其他軟件進行進一步分析。
清理與關(guān)機
取出酶標板,關(guān)閉儀器蓋和電源。
用干凈軟布擦拭儀器表面,保持干燥。
六、技術(shù)優(yōu)勢
高靈敏度:化學(xué)發(fā)光模式靈敏度可達飛摩爾(fmol)級別,適用于痕量檢測。
高通量:多通道酶標儀可在數(shù)秒內(nèi)完成96孔板檢測,大幅提升實驗效率。
多功能性:支持多種檢測模式,滿足ELISA、細胞增殖、報告基因等多樣化需求。
自動化程度高:現(xiàn)代酶標儀集成震板、孵育、數(shù)據(jù)自動處理等功能,減少人為誤差。
七、應(yīng)用領(lǐng)域
臨床診斷
檢測病毒抗體(如HIV、乙肝)、腫瘤標志物(如AFP、CEA)及激素水平。
用于傳染病篩查、優(yōu)生優(yōu)育檢測及自身免疫疾病診斷。
生物醫(yī)學(xué)研究
ELISA實驗:定量分析抗原/抗體濃度。
細胞學(xué)分析:MTT法檢測細胞活性,報告基因分析(如熒光素酶)。
藥物篩選:通過化學(xué)發(fā)光檢測藥物分子與靶點結(jié)合情況。
食品安全與環(huán)境監(jiān)測
檢測食品中的農(nóng)藥殘留、重金屬及抗生素。
分析水質(zhì)、空氣中的污染物(如重金屬離子、農(nóng)藥)。
農(nóng)業(yè)科學(xué)
植物病毒檢測及種子活力評估。
動物疫病診斷(如禽流感、口蹄疫)。
八、維護與保養(yǎng)
環(huán)境要求
放置于無磁場、低噪音(<40分貝)的環(huán)境,避免陽光直射。
操作溫度15-40℃,濕度15%-85%。
日常清潔
每次使用后用干布擦拭儀器表面,避免水汽或化學(xué)試劑腐蝕。
定期清潔光路系統(tǒng)(如濾光片、光柵),防止灰塵遮擋。
定期校準
每6個月聯(lián)系廠家校準波長、吸光度范圍及線性度,確保檢測準確性。
更換光源后需重新校準,避免光強衰減影響結(jié)果。
耗材管理
使用專用酶標板,避免劃傷或污染。
定期更換密封圈、濾光片等易損件,防止漏光或信號衰減。
九、發(fā)展趨勢
智能化與自動化
集成AI算法,實現(xiàn)自動質(zhì)控、異常值識別及實驗優(yōu)化。
支持物聯(lián)網(wǎng)(IoT)功能,實現(xiàn)遠程監(jiān)控與數(shù)據(jù)共享。
微型化與便攜化
開發(fā)手持式酶標儀,滿足現(xiàn)場快速檢測需求(如疫情篩查、食品安全巡檢)。
多模態(tài)融合
結(jié)合拉曼光譜、表面等離子體共振(SPR)等技術(shù),提升檢測特異性與靈敏度。
綠色環(huán)保
采用低能耗設(shè)計,減少化學(xué)試劑使用,降低實驗廢棄物產(chǎn)生。
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