如何有效评价凝胶成像分析系统的技术性能-透射型光源-下

悟凝胶成像仪性能为图像分析开新局-3

1.4 新型LED透射光源
       LED（Light Emitting Diode，发光二极管），是能将电能转化为可见光的半导体光源器件。LED光源无紫外辐射，使用寿命长，不含铅、汞等重金属污染，人畜无害。目前已开发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白光等多种颜色LED，用于替代传统紫外线灯管激发常用核酸蛋白荧光染料。

1.4.1 蓝光LED透射台
       为避免检测和样品操作过程中高强度紫外线辐射对凝胶、DNA/蛋白样品损伤，保护样品生物活性，人们开发一系列吸收峰为波长400-500nm蓝绿可见光荧光染料。
      LED蓝光透射台因此应运而生。它采用波长470nm蓝色LED灯作为激发光源，可充分激发吸收峰值为波长470-520 nm 的染料，是观察和回收荧光染色蛋白质、核酸的理想方案。
      与传统紫外透射仪相比，LED 蓝光光源对实验者保留皮肤无辐射损伤，在常规实验室照明条件下即可观查样品和进行切胶操作。光源的使用寿命可达 50000小时，无需维护，使用安全而人性化。
      LED蓝光适用于GelRed, GelGreen，Gelstar，Goldview，SYBR Safe, SYBR Gold, SYBR Green I & II等EB替代型核酸荧光染料激发，同样还可用于SYPRO Ruby, SYPRO Orange, Coomassie Fluor Orange stains等常用蛋白染料观测。此外，还可激发GFP标记蛋白和用于小型动植物荧光成像。
      目前，市面上LED蓝光切胶仪类产品琳琅满目，但LED蓝光透射台引入凝胶成像分析系统的则凤毛麟角。资料显示，勤翔GenoSens 2000系列凝胶成像分析仪、ChemiScope 6200 Western成像分析仪可选配超薄型蓝光透照台（1801206）。
虽然LED蓝光辐射能量峰值集中470nm±20nm范围，但435-450nm部分短波蓝光对人眼有害。研究发现，蓝光照射强度与照射持续时间达到一定程度，视网膜产生大量氧自由基，会导致视网膜色素上皮细胞衰亡，不可逆地引起视力损伤。
      因此，进行观测和凝胶切割操作中，加装蓝光过滤光板、佩戴护目镜等防护措施，可避免蓝光直射眼部造成伤害的风险。

1.4.2 绿色LED透射台
       当当国内外蓝光LED透射仪如同雪花漫天飞舞的背景下，赛默飞独辟蹊径，将波长490-520nm绿色LED透射光源应用到iBright CL750、iBright CL1500 Western成像分析仪和iBright FL1500 Western荧光成像分析仪。
      绿光LED既可激发SYBR Green、SYBR Safe 和SYBR Gold等EB替代型核酸安全染料，又可兼顾传统EB染色实验，还适用于SYPRO Orange 和 SYPRO Tangerine荧光蛋白染料检测应用。

      此外，LED绿光远离了伤眼的短波蓝光辐射，操作者在观测和切胶操作中，无须配置蓝光过滤屏或佩戴特殊蓝光、紫外防护目镜，即可直接操作，简便易行。

1.4.3 白光LED板
       据研究，人眼睛所感知的白光，至少需两种光混合才能产生，即蓝色+黄色双波长，或蓝光+绿色+红色三波长混合的模式生成，其中都离不开蓝光。而国际上掌握蓝光LED关键技术的厂商屈指可数。
      从LED技术发展进程看，是先有红、黄LED，数十年之后蓝、绿LED才开发成功。直至1996年日本企业首创了蓝光LED加特殊荧光粉产生LED白色的工艺方法。
      LED White Light Illuminator，LED白光照明灯或成为LED白光板，可提供亮度均匀一致(CV小于5%)的白光。LED透射白光板自带电源接口，使用时白光板直接插入凝胶成像仪暗箱内置电源插座，可通过软件控制其使用状态。主要用于观察或采集考马斯亮蓝染色或硝酸银染色的蛋白质电泳凝胶图像。
      资料显示，除了UVP公司BioSpectrum Imaging System平台，伯乐ChemiDoc XRS+ Western Blot印迹凝胶成像分析系统、GelDoc XR+凝胶成像分析仪（注：均已停产）也都开发了配套的透射白光板。
      或许是因为白色LED光源的工艺成本和需求规模，阻碍了透射白色LED技术在凝胶成像分析系统平台的应用推广。目前业内大部分凝胶成像分析仪采用的是另外一种白光光源，即下面要介绍的紫外转换白光光源。

1.5 紫外可见光转换光源
       在工农业生产中，采用特殊材料的制成的薄膜和玻璃，可将太阳光中的紫外线转化为植物光合作用所需的蓝光(450±20nm)和红光(660±20nm)。其中起转光作用的是一类光致发光材料，即转光剂。
      凝胶成像分析系统所用的紫外可见光转换光源，制造材料中同样采用了高稳定性、高转换率的转光剂。
      紫外转换板为可活动组件，使用时安装于紫外透射台顶部，闲时可简单拆卸后收藏。以302nm紫外线为初始光源，将它转换为蓝光、白光等，用于核酸、蛋白凝胶样品检测。

       伯乐开发多种针对特定应用的紫外转换光源（Sample Tray，样品盘）。最早在Gel Doc EZ凝胶成像分析仪上使用，此后上市的GelDoc Go凝胶成像分析仪、ChemiDoc Western成像分析仪、ChemiDoc MP Western荧光成像分析仪均沿袭这一配置思路。

 
       以伯乐GelDoc Go凝胶成像系统为例，随机标配有3个紫外转换光源。
       1）紫外免染胶通用样品盘光样品盘（UV/Stain-Free Sample Tray）：波长范围280-400nm,max 300 nm；适用于DNA凝胶的EB染色、荧光成像和stain-free gels免染胶成像）。
       2）蓝光样品托盘(Blue Sample Tray)：又称蓝光转换屏。波长范围430-460, max 440 nm；适用于蓝光激发的染料荧光成像，如SYBR Green，Gel Red， Gel Green 等，可保护DNA样品免受紫外线破坏。
       3）白光样品托盘（White Sample Tray)：又称紫外白光转换屏，白光转换板。适用于常规蛋白电泳的考马斯亮蓝染色、银染PAGE凝胶成像。
       紫外转换光源的检测功能与LED透射型光源基本一致。因其结构工艺简单，成本优势明显，故在凝胶成像分析仪中应用普遍，尤以白光转换板最甚。资料显示，主流品牌的凝胶成像分析仪、Western Blot印迹膜凝胶成像系统都将紫外白光转换板列为可选配件提供。

参考文献
［1］GelDoc EZ系统Image Lab软件指导手册
［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)