多功能酶標儀是實驗室常用的微量檢測設(shè)備,可實現(xiàn)酶聯(lián)免疫吸附試驗(ELISA)、核酸定量、蛋白濃度測定、細胞活力檢測等多種功能,廣泛應(yīng)用于生物、醫(yī)藥、食品檢測等領(lǐng)域。其核心工作邏輯基于光的吸收、熒光、化學(xué)發(fā)光等光學(xué)檢測原理,結(jié)合自動化控制系統(tǒng)完成批量樣品分析。
一、 核心檢測原理分類
多功能酶標儀的 “多功能”,本質(zhì)是集成了多種光學(xué)檢測模塊,不同模塊對應(yīng)不同的檢測原理:
光吸收法(比色法)
這是酶標儀最基礎(chǔ)的功能,核心依據(jù)朗伯 - 比爾定律—— 當一束單色光通過均勻的溶液時,溶液對光的吸光度與溶液濃度、液層厚度成正比。
工作過程:光源發(fā)出復(fù)合光,經(jīng)單色器過濾后得到特定波長的單色光,穿透微孔板中的樣品溶液;檢測器接收透過的光信號,將其轉(zhuǎn)換為電信號;系統(tǒng)根據(jù)吸光度數(shù)值計算樣品中目標物質(zhì)的濃度。
典型應(yīng)用:ELISA 檢測、蛋白定量(如 BCA 法、Lowry 法)、核酸純度與濃度測定。
熒光法
針對低濃度物質(zhì)的高靈敏度檢測,原理是利用熒光物質(zhì)的激發(fā) - 發(fā)射特性。
工作過程:特定波長的激發(fā)光照射樣品,樣品中的熒光物質(zhì)吸收能量后躍遷到激發(fā)態(tài);當物質(zhì)回到基態(tài)時,會釋放出波長更長的發(fā)射光;熒光檢測器捕捉發(fā)射光信號,信號強度與熒光物質(zhì)濃度正相關(guān)。
關(guān)鍵設(shè)計:激發(fā)光與發(fā)射光通過濾光片組分離,避免激發(fā)光干擾檢測結(jié)果,保證數(shù)據(jù)準確性。
典型應(yīng)用:熒光定量 PCR 產(chǎn)物檢測、細胞內(nèi)活性氧檢測、熒光免疫分析。
化學(xué)發(fā)光法
基于化學(xué)反應(yīng)釋放的光子進行檢測,靈敏度比熒光法更高,無需外部光源。
工作過程:樣品中的目標物質(zhì)參與化學(xué)發(fā)光反應(yīng)(如酶促發(fā)光、直接發(fā)光),反應(yīng)過程中釋放出光子;光子被高靈敏度的光電倍增管(PMT)捕捉,轉(zhuǎn)化為電信號后進行定量分析。
典型應(yīng)用:化學(xué)發(fā)光免疫分析、基因檢測、藥物篩選。
二、 設(shè)備核心結(jié)構(gòu)與工作流程
(一) 核心結(jié)構(gòu)組成
光學(xué)系統(tǒng):包含光源(鹵素燈、氙燈、LED 燈等)、單色器 / 濾光片組、光路傳輸組件、檢測器(光電二極管、光電倍增管),是檢測信號的核心生成與采集部件。
樣品處理系統(tǒng):主要為微孔板載臺,支持 96 孔、384 孔等標準微孔板,配備自動進樣、定位校準功能,確保每個樣品孔精準對位光路。
控制系統(tǒng):由嵌入式芯片與操作軟件組成,負責設(shè)定檢測參數(shù)(波長、檢測模式、讀數(shù)時間等)、控制設(shè)備運行、處理與輸出檢測數(shù)據(jù)。
(二) 基礎(chǔ)工作流程
樣品準備:將配制好的樣品加入微孔板,完成孵育、洗滌、顯色(或熒光標記)等前處理步驟。
參數(shù)設(shè)置:在酶標儀操作軟件中選擇檢測模式(光吸收 / 熒光 / 化學(xué)發(fā)光)、設(shè)定檢測波長、選擇微孔板類型與讀數(shù)方式(單波長 / 雙波長)。
自動檢測:將微孔板放入載臺,設(shè)備自動完成孔位定位,逐孔進行光學(xué)信號檢測與數(shù)據(jù)采集。
數(shù)據(jù)輸出:系統(tǒng)自動處理原始數(shù)據(jù),生成吸光度 / 熒光強度 / 發(fā)光強度報告,支持數(shù)據(jù)導(dǎo)出與進一步分析。
三、 原理應(yīng)用的注意事項
波長選擇:不同檢測方法需匹配對應(yīng)波長,如光吸收法測蛋白常用 280nm,ELISA 檢測常用 450nm;熒光法需同時設(shè)置激發(fā)波長與發(fā)射波長。
微孔板選擇:不同檢測模式適配不同材質(zhì)微孔板,熒光檢測需使用黑色微孔板減少光干擾,化學(xué)發(fā)光檢測需避免使用透光性差的板型。
背景干擾消除:檢測前需設(shè)置空白對照孔,系統(tǒng)會自動扣除空白背景信號,提升數(shù)據(jù)準確性;雙波長檢測可有效消除樣品渾濁、微孔板劃痕等帶來的干擾。