悟凝膠成像儀性能為圖像分析開(kāi)新局-3

1.4 新型LED透射光源
       LED（Light Emitting Diode，發(fā)光二極管），是能將電能轉(zhuǎn)化為可見(jiàn)光的半導(dǎo)體光源器件。LED光源無(wú)紫外輻射，使用壽命長(zhǎng)，不含鉛、汞等重金屬污染，人畜無(wú)害。目前已開(kāi)發(fā)出紅、黃、藍(lán)、綠、青、橙、紫、白光等多種顏色LED，用于替代傳統(tǒng)紫外線燈管激發(fā)常用核酸蛋白熒光染料。

1.4.1 藍(lán)光LED透射臺(tái)
       為避免檢測(cè)和樣品操作過(guò)程中高強(qiáng)度紫外線輻射對(duì)凝膠、DNA/蛋白樣品損傷，保護(hù)樣品生物活性，人們開(kāi)發(fā)一系列吸收峰為波長(zhǎng)400-500nm藍(lán)綠可見(jiàn)光熒光染料。
      LED藍(lán)光透射臺(tái)因此應(yīng)運(yùn)而生。它采用波長(zhǎng)470nm藍(lán)色LED燈作為激發(fā)光源，可充分激發(fā)吸收峰值為波長(zhǎng)470-520 nm 的染料，是觀察和回收熒光染色蛋白質(zhì)、核酸的理想方案。
      與傳統(tǒng)紫外透射儀相比，LED 藍(lán)光光源對(duì)實(shí)驗(yàn)者保留皮膚無(wú)輻射損傷，在常規(guī)實(shí)驗(yàn)室照明條件下即可觀查樣品和進(jìn)行切膠操作。光源的使用壽命可達(dá) 50000小時(shí)，無(wú)需維護(hù)，使用安全而人性化。
      LED藍(lán)光適用于GelRed, GelGreen，Gelstar，Goldview，SYBR Safe, SYBR Gold, SYBR Green I & II等EB替代型核酸熒光染料激發(fā)，同樣還可用于SYPRO Ruby, SYPRO Orange, Coomassie Fluor Orange stains等常用蛋白染料觀測(cè)。此外，還可激發(fā)GFP標(biāo)記蛋白和用于小型動(dòng)植物熒光成像。
      目前，市面上LED藍(lán)光切膠儀類(lèi)產(chǎn)品琳瑯滿(mǎn)目，但LED藍(lán)光透射臺(tái)引入凝膠成像分析系統(tǒng)的則鳳毛麟角。資料顯示，勤翔GenoSens 2000系列凝膠成像分析儀、ChemiScope 6200 Western成像分析儀可選配超薄型藍(lán)光透照臺(tái)（1801206）。
雖然LED藍(lán)光輻射能量峰值集中470nm±20nm范圍，但435-450nm部分短波藍(lán)光對(duì)人眼有害。研究發(fā)現(xiàn)，藍(lán)光照射強(qiáng)度與照射持續(xù)時(shí)間達(dá)到一定程度，視網(wǎng)膜產(chǎn)生大量氧自由基，會(huì)導(dǎo)致視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞衰亡，不可逆地引起視力損傷。
      因此，進(jìn)行觀測(cè)和凝膠切割操作中，加裝藍(lán)光過(guò)濾光板、佩戴護(hù)目鏡等防護(hù)措施，可避免藍(lán)光直射眼部造成傷害的風(fēng)險(xiǎn)。

1.4.2 綠色LED透射臺(tái)
       當(dāng)當(dāng)國(guó)內(nèi)外藍(lán)光LED透射儀如同雪花漫天飛舞的背景下，賽默飛獨(dú)辟蹊徑，將波長(zhǎng)490-520nm綠色LED透射光源應(yīng)用到iBright CL750、iBright CL1500 Western成像分析儀和iBright FL1500 Western熒光成像分析儀。
      綠光LED既可激發(fā)SYBR Green、SYBR Safe 和SYBR Gold等EB替代型核酸安全染料，又可兼顧傳統(tǒng)EB染色實(shí)驗(yàn)，還適用于SYPRO Orange 和 SYPRO Tangerine熒光蛋白染料檢測(cè)應(yīng)用。

      此外，LED綠光遠(yuǎn)離了傷眼的短波藍(lán)光輻射，操作者在觀測(cè)和切膠操作中，無(wú)須配置藍(lán)光過(guò)濾屏或佩戴特殊藍(lán)光、紫外防護(hù)目鏡，即可直接操作，簡(jiǎn)便易行。

1.4.3 白光LED板
       據(jù)研究，人眼睛所感知的白光，至少需兩種光混合才能產(chǎn)生，即藍(lán)色+黃色雙波長(zhǎng)，或藍(lán)光+綠色+紅色三波長(zhǎng)混合的模式生成，其中都離不開(kāi)藍(lán)光。而國(guó)際上掌握藍(lán)光LED關(guān)鍵技術(shù)的廠商屈指可數(shù)。
      從LED技術(shù)發(fā)展進(jìn)程看，是先有紅、黃LED，數(shù)十年之后藍(lán)、綠LED才開(kāi)發(fā)成功。直至1996年日本企業(yè)首創(chuàng)了藍(lán)光LED加特殊熒光粉產(chǎn)生LED白色的工藝方法。
      LED White Light Illuminator，LED白光照明燈或成為L(zhǎng)ED白光板，可提供亮度均勻一致(CV小于5%)的白光。LED透射白光板自帶電源接口，使用時(shí)白光板直接插入凝膠成像儀暗箱內(nèi)置電源插座，可通過(guò)軟件控制其使用狀態(tài)。主要用于觀察或采集考馬斯亮藍(lán)染色或硝酸銀染色的蛋白質(zhì)電泳凝膠圖像。
      資料顯示，除了UVP公司BioSpectrum Imaging System平臺(tái)，伯樂(lè)ChemiDoc XRS+ Western Blot印跡凝膠成像分析系統(tǒng)、GelDoc XR+凝膠成像分析儀（注：均已停產(chǎn)）也都開(kāi)發(fā)了配套的透射白光板。
      或許是因?yàn)榘咨獿ED光源的工藝成本和需求規(guī)模，阻礙了透射白色LED技術(shù)在凝膠成像分析系統(tǒng)平臺(tái)的應(yīng)用推廣。目前業(yè)內(nèi)大部分凝膠成像分析儀采用的是另外一種白光光源，即下面要介紹的紫外轉(zhuǎn)換白光光源。

1.5 紫外可見(jiàn)光轉(zhuǎn)換光源
       在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，采用特殊材料的制成的薄膜和玻璃，可將太陽(yáng)光中的紫外線轉(zhuǎn)化為植物光合作用所需的藍(lán)光(450±20nm)和紅光(660±20nm)。其中起轉(zhuǎn)光作用的是一類(lèi)光致發(fā)光材料，即轉(zhuǎn)光劑。
      凝膠成像分析系統(tǒng)所用的紫外可見(jiàn)光轉(zhuǎn)換光源，制造材料中同樣采用了高穩(wěn)定性、高轉(zhuǎn)換率的轉(zhuǎn)光劑。
      紫外轉(zhuǎn)換板為可活動(dòng)組件，使用時(shí)安裝于紫外透射臺(tái)頂部，閑時(shí)可簡(jiǎn)單拆卸后收藏。以302nm紫外線為初始光源，將它轉(zhuǎn)換為藍(lán)光、白光等，用于核酸、蛋白凝膠樣品檢測(cè)。

       伯樂(lè)開(kāi)發(fā)多種針對(duì)特定應(yīng)用的紫外轉(zhuǎn)換光源（Sample Tray，樣品盤(pán)）。最早在Gel Doc EZ凝膠成像分析儀上使用，此后上市的GelDoc Go凝膠成像分析儀、ChemiDoc Western成像分析儀、ChemiDoc MP Western熒光成像分析儀均沿襲這一配置思路。

 
       以伯樂(lè)GelDoc Go凝膠成像系統(tǒng)為例，隨機(jī)標(biāo)配有3個(gè)紫外轉(zhuǎn)換光源。
       1）紫外免染膠通用樣品盤(pán)光樣品盤(pán)（UV/Stain-Free Sample Tray）：波長(zhǎng)范圍280-400nm,max 300 nm；適用于DNA凝膠的EB染色、熒光成像和stain-free gels免染膠成像）。
       2）藍(lán)光樣品托盤(pán)(Blue Sample Tray)：又稱(chēng)藍(lán)光轉(zhuǎn)換屏。波長(zhǎng)范圍430-460, max 440 nm；適用于藍(lán)光激發(fā)的染料熒光成像，如SYBR Green，Gel Red， Gel Green 等，可保護(hù)DNA樣品免受紫外線破壞。
       3）白光樣品托盤(pán)（White Sample Tray)：又稱(chēng)紫外白光轉(zhuǎn)換屏，白光轉(zhuǎn)換板。適用于常規(guī)蛋白電泳的考馬斯亮藍(lán)染色、銀染PAGE凝膠成像。
       紫外轉(zhuǎn)換光源的檢測(cè)功能與LED透射型光源基本一致。因其結(jié)構(gòu)工藝簡(jiǎn)單，成本優(yōu)勢(shì)明顯，故在凝膠成像分析儀中應(yīng)用普遍，尤以白光轉(zhuǎn)換板最甚。資料顯示，主流品牌的凝膠成像分析儀、Western Blot印跡膜凝膠成像系統(tǒng)都將紫外白光轉(zhuǎn)換板列為可選配件提供。

參考文獻(xiàn)
［1］GelDoc EZ系統(tǒng)Image Lab軟件指導(dǎo)手冊(cè)
［2］ChemiDoc and ChemiDoc MP Imaging Systems with Image Lab Touch Software User Guide (Version 1.0)
［3］FluorChem HD2 and FC2 User Guide，Revision 2（P/N 94-15068-00）
［4］BioSpectrum Imaging System Instruction Guide 81-0207-01 (Rev. O)