目前,2014采购计划申报工作已经结束,今年有不少用户对**的Western Blot分析仪器非常感兴趣。但在于用户沟通过程中,我们发现大家对怎样选择多色荧光凝胶成像系统,多不甚清楚,在是选择多色荧光凝胶成像还是化学发光凝胶成像这个问题上,有些纠结。我想主要是因为介绍这两种技术和设备的文章较少有关,为此,我们仅以有限的知识在此为大家抛砖引玉,希望能对今后的选择提供些建议。
首先,我们先分别对化学发光成像和多色荧光凝胶成像的特点和应用做简要介绍。
一、化学发光凝胶成像的特点:
化学发光是在一些特殊的化学反应中吸收了反应释放的化学能,而处于电子激发态的反应中间体或反应产物由激发态回到基态时所产生的一种光辐射,化学发光分析是根据化学反应产物的光辐射(化学发光)确定物质含量的一种痕量分析方法。它的特点是灵敏度高和线性范围宽, 不需要任何光源,只需要高灵敏度的光电转换元件和电子放大装置,因而仪器设备简单,操作简便,分析快速,易于实现自动化和连续分析,而且可与其它分析方法联合使用,进一步拓宽其应用范围。
在Western杂交检测中,目前*主要的检测方法有化学发光Chemilumin escent和底物显色Colormetirc/Chromogen,其中前者灵敏度很高——随着各大厂家努力开发研制灵敏度更高的发光底物,化学发光法的灵敏度已经达到pg级别,甚至还有 Femto级别的,灵敏度超过了同位素,已经成为了Western杂交*常规的检测方法。*常用的化学发光标记酶是辣根过氧化物酶HRP(Horseradish Peroxidase,属于过氧化物酶POD类)和碱性磷酸酶AP(Alkaline Phosphatase)。
传统的化学发光检测方法通常需要胶片成像,胶片成像可以保证较高的灵敏度,但也有很多缺点:耗时,需要暗房和显影剂,胶片很贵,而且需要很多消耗品,需要持续购买。另外,用胶片上的蛋白条带进行定量也是几乎不可能,和目测一块考马斯蓝染的胶没什么区别,而且胶片成像时间只能预先设定,如果曝光过度或者不足则需要再次进行实验,非常麻烦。
数字成像系统的出现极大克服了传统胶片法的一些弊端,近年来随着冷却CCD技术的发展,数字成像系统成本越来越低,成像效果同时获得大大提升,因而CCD成像系统逐渐成为了实验室Western Blot的主要设备。同时目前很多Western blot的新技术也都是针对CCD成像系统的,目前CCD成像系统的灵敏度已经可以达到甚至超过传统的胶片成像。冷却型CCD照相机与X胶片相比具有瞬时影像处理、高灵敏度、高分辨率、动力学范围广等优点,而且还不需要胶片处理装置、后续耗材投入及暗室。
二、多色荧光凝胶成像
在做western blot的检测时,有时会碰到电泳后两个分子量相近的蛋白分离不开,距离相近或者重叠,例如磷酸化和非磷酸化的蛋白;或者是同一次实验中,检测一种以上的蛋白抑或是利用内参蛋白对目的蛋白的定量分析进行标准化。遇到以上这样的实验需求,化学发光的检测方**显得繁琐复杂,其必须经过剥脱抗体和重行孵育新抗体的过程,不仅耗时费力,而且不能进行**的定量分析,由此多色荧光成像的技术应运而生。多色荧光凝胶成像,是利用不同的荧光染料(如Cy2 ,Cy3, Cy5)标记二抗,标记不同荧光染料的二抗分别对应不同的目的蛋白,以此实现通过检测不同荧光染料的信号强度,间接实现一次实验可检测多种蛋白,同时也可以进行**的定量分析。
通过上面的介绍,我们知道多色荧光凝胶成像系统,同化学发光凝胶成像系统一样,也是Western Blot检测分析仪器的一种,它很好的解决了化学发光凝胶成像系统不易解决的问题,某种程度上,我们可以认为它是化学发光凝胶成像的一个很好的补充,毕竟,化学发光是Western Blot应用*广的的主要仪器。所以,一款优良的多色凝胶成像系统,不仅仅是有着优良的多色荧光凝胶成像所必须的光源、CCD、镜头和分析软件,也要考虑到对化学发光凝胶成像高灵敏度的需求。如此,怎样选择多色荧光凝胶成像系统的问题,就不再纠结了。
下面以*早推出多色荧光凝胶成像系统的ALPHA公司的FluorChem Q为例,简要介绍系统的设计特点。
FluorChem Q是ALPHA公司2008年新推出的一款集多色荧光、化学发光以及可见光检测于一体的成像系统,是在其**化学发光成像系统HD2基础上增加了用于多通道荧光检测三色LED光源,并将滤光片位置从5个增加至6个,同时,Alphaview Q软件具有多通道荧光成像捕获和分析功能��这些改进和设计体现了其强大的多色荧光成像和分析功能。
1、 双反射高强度三色LED灯:3个波长(475nm, 534nm, 632nm)的激发荧光 (Cy3, Cy5, Cy2)光源加上FluorChem HD2本身具有的双波长(302nm和365nm)紫外透射灯,可实现*多5种荧光染料的检测。
2、 滤光片位置从FluorChem HD2的5个增加至6个,为多色荧光成像系统提供更多种类光通道的需求。
3、 Alphaview Q软件具有多通道荧光成像捕获和分析功能,可自动切换激发光源和滤光片,完成多通道荧光图像的的拍摄。独特的channel view功能,可以单独观察每个荧光通道的图像;流水线式的定量分析多色荧光条带或斑点。
保证了FluorChem Q能够进行多色荧光所需的*少3通道荧光程序,至少对2种目的蛋白的检测,同时有第3个蛋白做对照。
同时,Alphaview Q的基本光学成像配置即FluorChem HD2的化学发光凝胶成像系统,
已是化学发光成像的**配置,即1英寸CCD尺寸,**-25℃的CCD制冷温度,420万像素的分辨率,50mm 0.95的大光圈镜头,以及*高可达8×8的CCD像素合并模式和特有的Movie Mode功能等等,通过综合调高这些参数,使其具有极高的化学发光成像灵敏度,*高可达20f克,超过了同位素方法。
不难看出,多色荧光凝胶成像系统FluorChem Q的突出特点是具有*多可进行5种荧光染料的检测和分析,可同时实现4种蛋白的高灵敏度定量分析。但,如不考虑多色荧光的功能,其本身也是一套具有极高灵敏度的**化学发光凝胶成像系统,因为,不论是功能上的应用目的还是硬件配置上的使用目的,化学发光凝胶成像都可谓其基础。总之,依目前的Western Blot实验方法和技术能力,多色荧光凝胶成像系统仍只是化学发光凝胶系统的应用补充与配置升级。