为什么说凝胶成像仪是实验照妖镜？

随着分子生物学研究逐步普及，凝胶成像系统在国内的需求在不断增长。不管是什么用途，凝胶成像系统的组件都是相似的：拍摄系统、带有特殊光源的暗箱、获取和分析凝胶图片的软件。

大部分凝胶成像系统提供了不同的产品特性来满足不同科学研究的需要，快速发展的电子技术、光学技术和成像分析软件使成像操作越趋人性化。

凝胶成像系统是一个集观察、拍摄和分析凝胶于一体的凝胶分析系统。使用该系统可以对凝胶进行定量和定性分析。

凝胶成像系统是实验室常用的一种仪器,其应用范围极其广泛。总的来说,凝胶成像系统可以用于：蛋白质、核酸、多肽、氨基酸、多聚氨基酸等其他生物分子的分离纯化结果作定性分析；确定生物分子的分子量；用于生物分子的定量分析。

样品在电泳凝胶或者其他载体上的迁移率不一样,以标准品或者其他的替代标准品相比较就会对未知样品作一个定性分析。这个就是图像分析系统定性的基础。根据未知样品在图谱中的位置可以对其作定性分析,就可以确定它的成份和性质。 

样品对投射或者反射光有部分的吸收,从而照相所得到的图像上面的样品条带的光密度就会有差异。光密度与样品的浓度或者质量成线性关系。根据未知样品的光密度，通过与已知浓度的样品条带的光密度值相比较就可以得到未知样品的浓度或者质量。这就是图像分析系统定量的基础。采用紫外透射光源和白光透射光源使光的分布更加均匀，极大限度的消除了光密度不均造成的对结果的影响。

一般常用的测定DNA(脱氧核糖核酸)和RNA(核糖核酸)浓度的方法是紫外吸收法,但它只能测定样品中的总核苷酸浓度,而不能区分各个长度片段的浓度。

利用凝胶成像系统和软件,先将DNA胶片上某一已知其DNA含量的标准条带进行密度标定以后,可以方便的单击其他未知条带,根据与已知条带的密度做比较,可以得到未知DNA的含量。此方法也适用于对PAGE蛋白胶条带的浓度测定。

适用于对蛋白凝胶电泳(考马斯染色,银染)等可见光样品,以及DNA/RNA(EB、TLC plates、SYBR Green)等紫外，进行图象采集并进行定性和定量分析。

适用于化学发光/紫外光/可见光凝胶成像分析系统,如ECL、ECL PLUS、Southern、CDP Star、CSPD、Northern和Western杂交的化学发光等各种化学发光暴光后的样品检测。

适用于荧光/化学发光/可见光凝胶成像分析系统。

如:EB 、TLC plates、GFP plates、SYBR Green、SYBR Gold、SYBR Safe、Sypro Red、Sypro Orange、Texas Red、Rhodamine Red、Fluorescein、Deep Purple、Cy2、Cy3、Cy3.5、Cy5、荧光板等的样品检测。

当然有DEMO机的,这条可以忽略。我们对比不同厂商的参数时一定要注意只比关键的，而对那些无关痛痒的参数则大可以视而不见。

对于扫描成像而言，灵敏度一般不是问题，我们关注的应该是分辨率。当然分辨率只要达到我们的要求即可。

在满足分辨率后,一个更重要的参数摆在我们的面前,那就是动态范围。简单的说,动态范围决定着你能否同时在一张胶上同时看到强的信号和弱的信号,而且他们之间保持比较好的定量关系。一般动态范围采用数量级来表示,这个数越大,表明动态范围越宽。对于激光扫描成像系统,情况就复杂一些。从激光器、滤光片到分光镜和检测器还有好多需要考虑和比较的。

下面主要介绍实验室常用的凝聚成像仪的参数选择。

根据原则一,如果您主要用它来拍普通核酸胶或蛋白胶,那么几乎市场上所有的成像仪都可以很好的满足您的需求,这时除了价格这个决定因素外,能比较的也就是一些诸如“操作是否简便、外形是否时尚”等无关痛痒的指标了。真正需要花心思考察的可能就是准备做化学发光的用户,他们对敏感度要求高,同时还要求比较宽的动态范围。

要想捕获到微弱的化学发光,需要上佳的CCD相机和镜头。一般来说,CCD相机的冷却温度和背景噪音息息相关,温度越低,噪音就越低。

镜头的参数就简单了,由于我们只需要观察近距离的样品而且一般可以调整样品位置(有些厂家甚至提供电动样品升降平台),所以基本无需选择长镜头或者变焦镜头。但是,由于我们需要检测微弱的化学发光,镜头的光圈则至关重要,一般F值越小,其通光量越大,而且成平方反比关系,因此我们一般需要选择光圈F值尽量小的镜头。另外,如果镜头是电动的,我们可以省却打开机箱,反复手工调整光圈和聚焦等的烦恼。

其他我们需要考虑的包括光源、滤光片和暗箱等部件。光源的种类和发光的均一度,滤光片的数量和暗箱的遮光效果等均在我们的考虑范围之内。当然,一般如果成像仪的CCD和镜头配置不错,一般这些部件也不会太差。

下面就实验室常见的一些应用简单的说明选择的依据。

(1)核酸电泳凝胶:一般此类凝胶都采用EB染色、紫外激发,而且凝胶较小。推荐采用一般的凝胶成像设备即可完成。

(2)蛋白电泳凝胶:一般此类凝胶采用考染或银染,白光透射成像。对于小型凝胶您可以选择一般的凝胶成像设备,但是对于大型凝胶,特别是双向电泳凝胶,由于CCD拍照成像会有几何扭曲,而且透镜效应也会导致不同区域的信号强度差异,另外CCD拍照也无法保证不同凝胶的成像参数保持一致,因此扫描成像是好选择。

(3)转印膜:这个稍微有些复杂。一般转印膜有比色法显色、同位素、化学发光和荧光等不同检测手段。

比色法显色就是产生有颜色的条带或斑点,一般采用普通的凝胶成像设备即可。同位素可以采用压胶片曝光的方法,但是费时、费力而且容易过饱和。

比较通用的方法是由FujiFilm在1981年发明的磷屏成像技术,获得信号潜影的磷屏通过激光扫描就可以获取同位素的信号。而化学发光是目前常用的蛋白印迹的检测手段,无疑,冷CCD拍照成像对这种微弱的光信号是合适的。

微孔板及其他特殊需求:对于拍照成像而言,由于几何扭曲的问题,对微孔板成像就变得比较复杂了,一般必须一个专用的校正装置才可完成。当然,如果采用扫描成像一般不需要任何额外附件。很多实验室现在都对小动物成像非常感兴趣,然而对小动物进行真的不是一件简单的事,一方面小动物需要进行麻醉和固定;另一方面还需要对信号位置进行三维定位。因此,能同时提供功能、代谢和解剖图像的PET/CT是进行这类成像的有力的工具。

好用才是硬道理。现在多数厂商都提供Demo机服务,还有技术人员现场答疑解惑,那就请各位上场,真刀真枪的拼一下,谁的性能好,价格优,那就要谁的。

当然,我们的实际测试结果仅仅是针对我们自己的样品和现场demo的机器而已。我们不能据此对相关品牌和相关型号做太多评判。由于具体应用的限制、操作技巧的差异以及可能的仪器状态的区别,我们有可能没有给出公允的评价。但无论如何,这些讯息对我们采购者和使用者来说都是非常重要的。