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今天是:2023年08月28日
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化學發光蛋白印跡成像(Westernblotting)和定量分析系統的選擇
化學發光蛋白印記成像(Westernblotting)和定量分析系統是凝膠成像分析系統的延伸,它的設計原理是基于數字化成像,在特殊設計的集成化暗室環境下,通過調整鏡頭參數,對目的物進行拍攝。實際上化學發光法蛋白印記成像(Westernblotting)通常用來明確目的蛋白質是否存在,換句話講,就是化學發光法能夠很好地回答“有沒有表達這種蛋白質?”。因為人眼是無法有效地分辨出這些信號的,因此我們需要有一種方法,能夠提供很高的圖像分辨率和很高的靈敏度。以往大家普遍采用的方法是壓片子,認為膠片能夠提供給我們相當高分辨率和高靈敏度。但是膠片帶來的高成本和無法實時看到效果,也給我們代理了一些困惑。基于此,上個世紀末開始有頂級的凝膠成像廠家研究用攝像頭拍攝蛋白印記,但是基于當時的科技水平,效果與膠片總是有那么一點點差距。就在人們對這項技術幾乎絕望的時候,ALPHA廠家的人員發現如果采用頂級的航天攝像頭和特殊的鏡頭技術,完全可以超過與替代膠片。

我們知道,一般的化學發光信號是比較微弱的,人眼基本上是看不到的。在數字化的時代,我們采用的CCD攝像頭,具備累計曝光的能力,也就是說,CCD攝像頭具備持續曝光的能力,能夠長時間的進行持續拍攝,并根據其自身的特性,能夠有效地把微弱信號進行捕捉與還原。但是就不同種類的CCD來講,之間的差別也是大相徑庭的。簡單講,CCD攝像頭就是利用其核心元器件—光和耦合器件(CCD)捕捉光信號,把該信號通過一系列的轉換,在計算機上形成圖像。按照技術模式其種類分為模擬與數字,目前一般低檔次的凝膠成像均采用比較便宜的模擬攝像頭,分辨率在30萬像素左右,拍攝下來的圖片基本一放大就會出現明顯的馬賽克。數字化攝像頭的優點是信號損失小,無需經過更多的模數轉換,但是采用不同技術的數字攝像頭差別也是很大的。就其核心CCD成像芯片來講,不同級別的芯片,從性能到價格都相差很遠。比如300萬像素的ICX252與140萬像素的ICX285芯片,一般人都會認為分辨率高的攝像頭比較好,其實不然,采用ICX285芯片的攝像頭無論從線性度還是靈敏度等性能來講都遠遠超過ICX252芯片的攝像頭。還有一個重要的參數就是CCD芯片的尺寸,一般來講有常見的有1/3,1/2,2/3英寸等規格,尺寸越大成像面積越大,同時感光元件的尺寸越大,所獲得圖像的細節也就越豐富。隨著感光面積的增大,每一個感光點的面都可以排列得更加舒緩,在傳輸中可以保證更為清晰的畫面細節,最終得到的結果是圖像噪點與紫邊現象大為減少,畫面質量與靈敏度全面提升,更大的感光面積使得單位點上的圖像顆粒更為細膩,整體的層次也更為豐富。
與普通數碼照相機一樣,我們還需要鏡頭來幫助成像,成像質量很大一部分也取決于鏡頭。鏡頭結構可以理解為鏡頭的構造,它主要是由鏡片構成的。一個鏡頭往往是由多塊鏡片構成,然后鏡頭又會根據設計需要進行分組,無論采取幾組幾片的設計構造方式,鏡頭都要把被攝對象盡可能清晰、準確地還原。除了鏡片數目,鏡頭的材質也是一個重要技術指標。一般廠家采用的都是工業CCTV鏡頭,攝像頭的最大適用尺寸為2/3英寸,一般采用8-48變焦鏡頭的攝像頭尺寸都在1/2英寸以下,而2/3英寸攝像頭則采用12.5-75變焦鏡頭。如果鏡頭尺寸比攝像頭CCD靶面尺寸大時,將使圖像視野比鏡頭視野小,即不能很好地利用鏡頭的視野;如果鏡頭尺寸比攝像頭CCD靶面尺寸小時,將發生“隧道效應”,即圖像有圓形的黑框,像在隧道里拍的一樣。

就化學發光蛋白印記成像和定量分析系統而言,首先我們要考慮的就是采用什么攝像頭,采用什么鏡頭的問題。就攝像頭而言,拋開其他參數,我們先要考慮的問題是采用什么型號的CCD芯片、多大尺寸。就ALPHA而言,全線產品采用的都是專業的天文用攝像頭,采用KAI-4022芯片,尺寸均在1英寸以上,全16位數字輸出,絕對量子效率可以達到86%,靈敏度極高,需要說明的是該系列攝像頭也同樣應用于美國NASA的外太空宇宙研究領域。基于超大尺寸的攝像頭,一般的工業鏡頭根本無法滿足其成像要求,ALPHA特別采用了專業單反鏡頭,應用于全線產品。采用全段焦距恒定大光圈,全幅面標準鏡頭,基本由12組15片組成,全鏡采用SML超多層鍍膜鏡片,內置一枚極低色散ELD片,2片SLD,3片ASP鏡片,配備超大鏡頭口徑,不漏過任何一個光子,影像還原真實、細節表現力強、成像明銳清晰。
高端的攝像頭匹配上專業鏡頭,是化學發光蛋白印記成像和定量分析系統的一個創舉,使得捕捉微弱信號的能力大大增強。科學家們驚奇的發現,利用攝像頭成像已經超過了膠片,真的可以拋棄膠片了,擁抱數字化學發光蛋白印記成像和定量分析系統的時代終于來到了。

化學發光蛋白印記成像和定量分析系統是凝膠成像分析系統的延伸,它的設計原理是基于數字化成像,在特殊設計的集成化暗室環境下,通過調整鏡頭參數,對目的物進行拍攝。實際上化學發光法蛋白印記成像(Westernblotting)通常用來明確目的蛋白質是否存在,換句話講,就是化學發光法能夠很好地回答“有沒有表達這種蛋白質?”。因為人眼是無法有效地分辨出這些信號的,因此我們需要有一種方法,能夠提供很高的圖像分辨率和很高的靈敏度。以往大家普遍采用的方法是壓片子,認為膠片能夠提供給我們相當高分辨率和高靈敏度。但是膠片帶來的高成本和無法實時看到效果,也給我們代理了一些困惑。基于此,上個世紀末開始有頂級的凝膠成像廠家研究用攝像頭拍攝蛋白印記,但是基于當時的科技水平,效果與膠片總是有那么一點點差距。就在人們對這項技術幾乎絕望的時候,ALPHA的科學家們發現如果采用頂級的航天攝像頭和特殊的鏡頭技術,完全可以超過與替代膠片。

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