【应用指南】使用Spark® Te-Cool™优化温度敏感试验

15

Application Note 2017: Optimization of using the Spark® Te-Cool™

Spark多功能酶标仪首创空调制冷系统，

精确控制测量室温度最低至18°C。

引言

由范特霍夫方程可知，化学反应速率高度依赖于实验温度，为获得可靠和可重复的结果，必须规范并提供稳定的温度实验条件。

多功能酶标仪是用于终点法和动力学测量的常用工具，但酶标仪检测腔内的温度并不等于室温。特别是长时间运行的酶标仪，仪器内部的热量可使检测腔内温度高于环境温度4°C或更多。

目前，绝大多数多功能酶标仪的温度控制功能只能加热检测腔，而不能稳定检测腔温度与环境温度一致或降低温度。这可能会影响温度敏感型实验结果的重复性，如酶学实验。此外，测量过程中，即使短短几分钟内的温度上升，也会带来的微孔板受热不均，严重降低实验精密性（复孔一致性）。

帝肯公司Spark平台为解决温度波动这一难题，提供了市面首个解决方案：多功能酶标仪配备制冷系统-Te-Cool模块。这种独特的模块可以冷却酶标仪检测室，精确控制温度在18到42°C间，保证无论何时何地都能获得稳定的温度条件。

为了验证温度对检测结果的影响，我们设计了两个酶学实验检测，激酶辉光实验（Kinase-glo）和萤火虫/海肾荧光素酶双发光检测实验（辉光Glow），考察了温度变化对实验中三种酶的活性及稳定性的影响。（请您

实验结果

在Kinase-glo试验中，发光信号强度随温度变化而变化。

酶反应的转化效率通常与温度有关，在较高的温度下反应速率高。在典型激酶发光（辉光）试验中，我们也观察到这种表现--在不同的温度下测得荧光素酶的活性不同(图1)，大概温度每增加1°C，发光信号增加10%。

图1:一个典型的与温度相关的酶活信号。 温度升高，发光信号也高。

在动力学测量中，当Spark酶标仪设定为室温(图2A)时，处于室温下的多孔板里的发光信号是恒定的。增加酶标仪内温度会加热微孔板，并导致发光信号不断上升。检测6分钟（完整读取384孔板时间），在设定内部温度为高于室温4°C时，发光信号增加了34%，设定高8°C 时，发光信号增加了78%，而在设定并稳定于室温的Spark酶标仪中信号整体强度只减少2%。此外，在较高的测量温度下，检测结果（复孔）的变异系数(CV)显著增加(图2B)。

图2:动力学测量中随时间变化的发光信号。在6分钟的检测时间内，由于板孔中液体被加热 (A)发光信号整体逐渐上升，并导致复孔结果CV值增加(B)。

温度相关的酶稳定性

一些酶在不同温度下会发生转化率改变，而另一些则表现为稳定性下降。使用逐孔检测模式，在不同检测温度下测定萤火虫和海肾荧光素酶的发光信号，实验数据验证了上述观点。这个测试方案需要较长的检测时间，因为每个孔的检测时间大约为30秒，完成96孔板整板检测大约需要45分钟。图3显示了萤火虫荧光素酶的发光信号随着时间的推移而下降，由于此酶在较高温下不稳定，特别是在30°C (A)。相比之下，海肾荧光素酶则不受Spark酶标仪内温度改变的影响(B)。温度对酶活性的影响明显时，CV值变化也较大(图4)。

图3:逐孔顺序检测萤火虫荧光素酶和海肾荧光素酶发光信号。随着温度升高(B)海肾荧光素酶的信号稳定，而温度升高则显著降低了萤火虫荧光素酶(A)的活性。

图4:萤火虫荧光素酶活性对温度敏感 ，随温度的升高会降低，在30°C时CV值也变得很大。

结论

本文中的实验数据证实了温度是一般化学反应的重要参数，特别是对酶促实验。这里用了三种不同的酶反应证明酶活性的潜在温度依赖性。其中两种酶受温度变化影响强烈，并会导致活性的改变或稳定性的降低。因此，为了得到最佳质量的数据，在实验中控制温度参数非常必要。

配备Te-Cool温度模块的Spark 多功能酶标仪不仅可以加热，而且可以制冷，甚至冷却到低于环境温度。从此，研究人员可以更加充分地精确定义实验参数以满足高品质分析检测需求，确保每一次测量的重复性和精密性，进而提高实验数据的质量。