近年來,隨著多功能酶標(biāo)儀在國內(nèi)各高校實(shí)驗(yàn)室逐漸推廣開來,多功能酶標(biāo)儀品牌和型號也逐漸多了起來,亂花漸欲迷人眼。除了三大傳統(tǒng)優(yōu)勢品牌PE、MD和TECAN,還出現(xiàn)了眾多后來者插足此市場,如收購了芬蘭雷勃的Thermo、從發(fā)光起家的Berthold、針對藥篩領(lǐng)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(chǎn)品線,特性各不相同,選購時各種技術(shù)參數(shù)、技術(shù)指標(biāo)令人眼花繚亂
本文嘗試從用戶實(shí)際使用的角度,探討應(yīng)該如何看待花樣繁多的參數(shù)特性,希望能幫助大家找到真正合適自己的多功能酶標(biāo)儀。
一、濾片Vs光柵
多功能酶標(biāo)儀的分類方法眾多,但最簡單的莫過于用他們的濾光方式來作分界線。一般來說,可以分為濾光片型和光柵型兩大類。當(dāng)然也有一些型號,例如Synergy4和EnVision等,一臺機(jī)器里面同時裝上了濾光片和光柵。但是濾片和光柵并不能同時完成同一個檢測,還是想用光柵的時候用光柵,該用濾片的時候用濾片;還有一些實(shí)驗(yàn)非用其中一個不可,另一模塊實(shí)現(xiàn)不了的。所以這類儀器本質(zhì)上還只是把濾片和光柵放在了一起,并沒有使兩者糅合而產(chǎn)生新的技術(shù)突破。
總體來說,濾片技術(shù)由于發(fā)展已久,配合二向色鏡(其實(shí)也就是另一模式的濾光反光濾鏡)等光路系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)大部分實(shí)驗(yàn)的需要。目前常規(guī)多功能酶標(biāo)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的熒光檢測的靈敏度可以達(dá)到0.04 fmol/孔(熒光素,384孔/80ul)。
但是濾光片型儀器由于受限于濾片的波長和數(shù)量限制,不可能滿足日益增加的實(shí)驗(yàn)類型的檢測需要,而且有時需要對物質(zhì)的吸收、激發(fā)和發(fā)射光譜進(jìn)行研究,所以后來就誕生了光柵型的儀器。
最先推出光柵的是MD公司,其光柵習(xí)慣上稱為單光柵。由于光純度的不足,在光柵的后面又加入了一組帶阻濾片,再把雜光過濾一遍,達(dá)到了5×10-4的雜光率,基本與純粹的濾光片系統(tǒng)一致。后來TECAN又發(fā)展出了雙光柵技術(shù),通過兩次光柵濾光,雜光率降到了10-6。后來,Thermo、BioTek和PE的部分新款儀器等都使用了類似雙光柵技術(shù)。由于激發(fā)和發(fā)射各用了一組雙光柵,此類機(jī)器又被稱為四光柵型多功能酶標(biāo)儀。
光柵型酶標(biāo)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、帶寬控制等性能上還超越了濾光片系統(tǒng)。例如,TECAN公司在2008年底推出使用了第三代四光柵系統(tǒng)的M1000酶標(biāo)儀,雜光率降到了2×10-7的新低,還實(shí)現(xiàn)了帶寬2.5~20nm連續(xù)可調(diào)。這些都是目前濾光片型酶標(biāo)儀所不能或者較難實(shí)現(xiàn)的。
二、雜光率&波長準(zhǔn)確性
光柵型濾光系統(tǒng)儼然已經(jīng)成為了目前通用性多功能酶標(biāo)儀的主流,多家廠家共同努力,已經(jīng)把光柵技術(shù)推到了歷史新高。在光柵的眾多技術(shù)參數(shù)之中,最關(guān)鍵的無疑就是光柵的雜光率和波長選擇的準(zhǔn)確性了。
雜光率指得就是光源通過光柵后,得到的光線中,“不需要”的波長的光占所標(biāo)稱波長的光的比例,表征了濾光的純度。由于光線干涉、衍射等的復(fù)雜性,無論使用濾光片還是光柵,雜光都是不可避免的。各種濾光技術(shù)的本質(zhì)就是要想辦法把雜光盡可能地去掉。一般來說,濾光片型的雜光率在10-4~10-5之間,光柵型的可以做到10-6~10-7。由于此類雜光是非特異的,而且會直接進(jìn)入最后的檢測器,所以有多少的雜光就會引入多少的隨機(jī)誤差。在熒光等檢測過程中,由于檢測器存在放大效應(yīng),雜光率的干擾也會被指數(shù)級放大。因此,雜光率就是一個濾光系統(tǒng)的首要性能指標(biāo)。
光柵的另一個重要指標(biāo)就是波長選擇的準(zhǔn)確性。因?yàn)楹芏鄼z測是依賴于物質(zhì)在某個波長的特征圖譜。就像DNA/RNA的OD260濃度測定,實(shí)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(shù)學(xué)關(guān)系就會發(fā)生改變。因此,一組性能優(yōu)良的光柵系統(tǒng),他的波長選擇準(zhǔn)確性應(yīng)該是在±0.5~1nm之間。波長偏離過大有時就會影響到最終結(jié)果的準(zhǔn)確性。
這兩個可謂是光柵甚至濾光片濾光系統(tǒng)最關(guān)鍵的技術(shù)參數(shù),直接影響到的是得到數(shù)據(jù)是否是真正所要測量的結(jié)果,是實(shí)驗(yàn)結(jié)果可靠性的最基本要求。
三、認(rèn)證>參數(shù)
在保證檢測可靠的基礎(chǔ)上,不同儀器的下一個差異就體現(xiàn)在檢測的靈敏度上面,這時人們關(guān)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(tǒng)的設(shè)計(jì)和選料,很難說某一個部件會起決定性作用。但是有一點(diǎn),在各種單功能檢測項(xiàng)目中,光吸收檢測用非放大型的光電二極管、熒光檢測用光電倍增管、發(fā)光檢測用專門設(shè)計(jì)的單光子計(jì)數(shù)光電倍增管,這三種不同的檢測器是各自檢測領(lǐng)域的優(yōu)先選擇。
各單項(xiàng)檢測的最優(yōu)結(jié)果都是用相應(yīng)檢測器完成的。當(dāng)然也有的儀器出于成本等考慮,用一個檢測器兼容多種檢測模式,這在一定程度上也能完成實(shí)驗(yàn)需求,但是在性能上也會有所犧牲折中,無法實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)檢測都達(dá)到最優(yōu)化。
關(guān)于靈敏度的定義和檢測標(biāo)準(zhǔn),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(rèn)證。
比較常見的是發(fā)光檢測領(lǐng)域里面的Promega公司DLReady認(rèn)證,熒光檢測領(lǐng)域的Invitrogen公司的LanthaScreen系列認(rèn)證、Cisbio公司的HTRF認(rèn)證、BellBrook實(shí)驗(yàn)室的Transcreener認(rèn)證等等。這些認(rèn)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、線性范圍、孔間干擾等是否滿足要求等等。
如果需要做相關(guān)的實(shí)驗(yàn),例如做Luciferase發(fā)光檢測的就看看儀器是否有DLReady認(rèn)證、做TR-FRET的就看看HTRF認(rèn)證、做FP就看看Transcreener認(rèn)證,如果機(jī)器擁有相關(guān)的認(rèn)證,就可以說明該機(jī)器在一定程度上能夠較好地滿足類似檢測的各種需求,遠(yuǎn)比單單比較一個靈敏度參數(shù)更能說明問題。因?yàn)橐粋實(shí)驗(yàn)?zāi)芊褡龊貌⒉皇菃螁我粋靈敏度就能表征的。
需要特別注意的是,LanthaScreen是一個系列的認(rèn)證,涵蓋了FI、FRET、TRF、FP等多個子項(xiàng)目,不同儀器所通過的子項(xiàng)目是不一樣的,需要上Invitrogen網(wǎng)站仔細(xì)查詢核對。
光柵型的儀器由于新技術(shù)近幾年才逐漸興起,受限于技術(shù)研發(fā)和儀器成本,同一個價格范圍內(nèi)的靈敏度等指標(biāo)會略差于發(fā)展成熟的濾光片機(jī)器。所以,在中檔多功能酶標(biāo)儀領(lǐng)域,拿到了各種認(rèn)證的光柵型儀器并不多見。而作為新一代光柵型酶標(biāo)儀的代表作,TECAN M1000已經(jīng)拿到了全部上述四種認(rèn)證,而且在靈敏度等單項(xiàng)性能上也已經(jīng)超越了不少的中高端濾片型酶標(biāo)儀。
這說明了光柵型酶標(biāo)儀的研發(fā)又進(jìn)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(tǒng)的濾光片型酶標(biāo)儀。光柵型是科研領(lǐng)域多功能酶標(biāo)儀的未來主要發(fā)展趨勢;而濾光片型儀器也正在往單項(xiàng)性能更優(yōu)的方面改進(jìn)。
四、比色杯+微量檢測
除了常規(guī)的6~384/1536孔酶標(biāo)板檢測之外,有些儀器還附帶了比色杯、微量檢測板等的兼容功能。無論是使用立式比色杯、臥式比色杯還是各種微量檢測板,其目的都是給光程不固定的酶標(biāo)板檢測引入一個標(biāo)準(zhǔn)光程的概念。雖然酶標(biāo)板檢測也能通過光程校正等方式實(shí)現(xiàn)10mm光程OD值的換算,但這只是一個數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換過程,檢測誤差累積較多,實(shí)際使用效果不佳。引入比色杯和微量檢測板后,光吸收的檢測光程就被固定在10mm或者0.5mm等的標(biāo)準(zhǔn)長度,OD值換算更加簡單和準(zhǔn)確。附帶了此類檢測功能的酶標(biāo)儀,相當(dāng)于除了本身的多功能酶標(biāo)檢測之外,還能替代部分分光光度計(jì)的功能,使其功能更加全面,儀器的性價比更高。
五、品牌與售后
不同品牌的儀器往往性能側(cè)重點(diǎn)有所不用。例如,PE公司由于在試劑領(lǐng)域有較深底蘊(yùn),他們的酶標(biāo)儀在配合使用他們的TRF系列檢測試劑盒上作了多項(xiàng)優(yōu)化,因此PE的酶標(biāo)儀普遍來說在TRF領(lǐng)域會有較多的特色功能和相對較高的性能指標(biāo)。而像TECAN,就把研發(fā)的重點(diǎn)放在了四光柵的研究方面,近年來相繼推出了第二和第三代光柵型多功能酶標(biāo)儀(M200、M1000),成為四光柵酶標(biāo)儀領(lǐng)域的領(lǐng)頭羊。而像多功能酶標(biāo)儀上加入比色杯、微量檢測板等功能也是TECAN從用戶角度考慮作出的技術(shù)創(chuàng)新,后來此類技術(shù)都成為了Thermo、BioTek等品牌紛紛仿效的對象。
最后,無論是一臺多好的酶標(biāo)儀,脫離了良好的售后服務(wù)體系也是難以正常運(yùn)作的。今年,各家廠商都在中國國內(nèi)設(shè)立了辦事處甚至亞太區(qū)總部,有些產(chǎn)品還專門研發(fā)了中文版的軟件和說明書。這都說明了廠家對中國市場的重視。而正因?yàn)檫@種重視,無論是廠家直銷還是選擇代理分銷,都會對國內(nèi)的售后服務(wù)提出各自的要求和期望,最基本的就是普及儀器的應(yīng)用工程師和維修工程師網(wǎng)絡(luò)體系。
可以說,國內(nèi)的各大城市里面,基本已經(jīng)做到了部分品牌總有一個工程師在你身邊。選購之前多與工程師交流,充分了解各家的性能特長和售后情況,反復(fù)對比,總能找到最適合自己需要的一款多功能酶標(biāo)儀。