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实验室凝胶成像的选择指南
2012/10/12 16:04:14
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实验室凝胶成像的选择指南
作为实验室里最为常用的仪器之一，成像设备成为常用的仪器。拥有一台好的、运行稳定的设备是实验者的心愿。那么，如何从纷繁的市场上选择到一款好的成像设备呢？很多号称“王牌”的设备是否真的能够打满分呢？下面的文章就向您介绍选择成像系统的“四项基本原则”。有了这些原则，您在选择成像仪时自然成竹在胸，无往不胜。
原则一：“只选对的，不选贵的”
市场上各品牌、各型号的成像仪林林种种，但是从成像原理上可以分成两大类，分别是拍照成像和扫描成像。
拍照成像简单说就是样品和相机的相对位置不动，可以进行单次成像或多次成像；
扫描成像则是相机对样品进行局部成像，然后通过样品或相机的移动对整个样品进行成像。
拍照成像目前主要采用CCD相机成像，由于可以设置不同的曝光时间，常被用来进行微弱的化学发光及生物发光的成像。
而扫描成像则由于精度高、重复性好被广泛用于大型样品以及多通道成像中。可以说，对于大型样品或多通道应用，能选择扫描成像的，尽量不要选择拍照成像。
原理搞清楚了，选择起来就简单了。不同的原理导致了不同应用的最佳选择，所以千万不要相信什么“全能王”之类的鬼话，没有任何一款机器可以通吃所有应用领域。下面就实验室最常见的一些应用简单的说明选择的依据：
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。
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，因此扫描成像是最好选择。
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。而化学发光是目前最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最合适的。
荧光是所有这些检测手段中最令人赞叹的和最有前景的。这不仅仅是因为荧光染料具有最宽的动态范围，而且还在于它能够为我们提供多通路的检测途径（同样适用于凝胶）。当然，您可以使用单一荧光检测，这时您对凝胶成像设备的要求就包括了新的激光光源和相应的滤光片。如果您是一个完美主义者，或者您需要对邻近或重叠的目标分子进行成像，那么多通道荧光检测是您的不二之选。这时扫描成像绝对是最佳选择，这样选择不仅仅是因为扫描成像能够带来更高的灵敏度和分辨率，更重要的是，不同通道之间没有几何扭曲，拟合性好。
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是进行这类成像的最有力的工具。
原则二：实践是检验真理的唯一标准
好用才是硬道理。任凭你说得天花乱坠，拿来我试试，不就什么都清楚了。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，那我就要谁的。
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。
原则三“只比对的，不比费的”
我们崇尚实践，然而，现实经常不配合我们，或者是没有Demo机，或者是有时我们还真的很难根据实验结果分辨出性能上的差异，这时候第三项原则将至关重要。
当我们在考察仪器Demo的情况后还是无法分辨其性能之优劣时，除了可以了解其他人的使用情况和评价，就只能推开仪器看参数了。当然看参数是有窍门的。很多成像仪的参数写了几十条，其实最关键的就那么几条。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。另外，千万不要被厂商自己给相应产品的评分所欺骗，他的那套评分系统仅仅是相对自己的产品而言，即使给出了最高分“5”分的优秀指标，和其他厂商产品的性能相比，可能还是属于垃圾级的。
对于扫描成像而言，灵敏度一般不是问题，我们最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，对于小型的凝胶、膜和微孔板来说，一般分辨率在25um左右应该是足够了。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最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。因此，-25℃的绝对制冷温度是对相机的第一个要求（更低的温度，噪音降低效果不明显，而量子效率又会受很大影响）；另外，较大的像素能够提供更高的捕光效率；所以对于相同大小的CCD芯片，需要注意像素的尺寸。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。
原则四“附加值很重要”
很多用户认为，买来后摆在实验室使用的只是一台仪器而已。其实，事实远不是这样。买仪器来是为了使用，而能否用好，除了我们自己的聪明才智和勤学苦练之外，厂家的技术支持必不可少。因此，要买就买原厂货已经成为很多用户的共识，因为这样就可以享受到厂家现场技术支持和指导。
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