凝胶成像系统由紫外透射灯箱、白光灯箱、暗箱、摄像头、计算机系统,凝胶分析软件等组成,可在明室中操作。具有白光光源及三种波长的紫外光源,可单独使用其中某个波长的光源,亦可同时使用几种波长光源。
样品对投射或者反射光有部分的吸收,从而照相所得到的图像上面的样品条带的光密度就会有差异。凝胶成像系统光密度于样品的浓度或者质量成线性关系。根据未知样品的光密度,通过于已知浓度的样品条带的光密度指相比较就可以得到未知样品的浓度或者质量。这就是图像分析系统定量的基础。采用新技术的紫外透射光源和白光透射光源使光的分布更加均匀,Zda限度的消除了光密度不均造成的对结果的影响。
1、凝胶成像系统的控制系统
控制系统有三种规格:B型控制系统、T型控制系统和A型控制系统。控制系统的主要作用是控制凝胶图像系统的工作和运行。
2、凝胶成像系统的光源系统
光源系统的作用是:紫外光照射经EB染色的凝胶会发出明亮的荧光。不同波长的紫外光对不同染色的凝胶激发作用也不尽相同。
凝胶成像系统的光源的种类及用途:
①透射紫外:可激发多种荧光染料。光源波长302nm或365nm。
②反射紫外:紫外反射灯源使用并不广泛,主要是提供非透明材质的DNA跑胶载体如纸层析等的成像需要而使用。由于比较常用的还是透明的琼脂糖凝胶与聚丙烯酰胺凝胶,透射光源完全可以满足,因此凝胶成像中通常将紫外反射光源作为选配件不列入标配中。光源波长254nm或365nm。
③透射白光:用于可见光样品拍摄,例如蛋白样品胶的考马斯亮蓝或银染后的观察。
④反射白光:用于样品的定位和聚焦。
凝胶成像系统中常见的波长:
①紫外透射光源:302nm、365nm;
②紫外反射光源:254nm或365nm;
③镜头滤光片:595nm/590nm,537nm,620nm,460nm。
3、凝胶成像系统的暗室
凝胶成像系统暗室的作用是:经紫外光激发的EB胶发出的荧光在暗室中更加明亮,便于摄像机抓拍。
4、凝胶成像系统图像采集系统
凝胶成像系统图像采集主要由摄像机镜头及图像采集软件组成。摄像机的主要作用是抓拍发出荧光的凝胶图像。摄像机必须由高像素对弱光拍摄能力强科研及的相机。监控用的民用级及工业级摄像机用来对凝胶图像的抓拍均不清晰。图像采集软件的作用是将摄像机抓拍摄下来的凝胶图像传输入计算机。
5、凝胶成像系统的分析软件
凝胶成像系统的分析软件的主要作用是在计算机内对凝胶图像进行分子量、RF值等数据的分析。
2、化学发光凝胶成像系统:成像范围涵盖UV、EB、化学发光、紫外-荧光、有色及可见样品成像;
3、多色荧光凝胶成像系统:成像范围涵盖UV、EB、化学发光、多色荧光荧光、有色及可见样品成像;
4、多功能活体凝胶成像系统:UV、EB、化学发光、多色荧光荧光、有色及可见样品成像和离体组织和小型动物,及大型型动物。
凝胶成像系统使用方法
凝胶成像系统是分子生物学常用仪器,在医院临床检验和科研开发中发挥着重要的辅助作用。其主要是对电泳后的琼脂糖凝胶中的核酸在紫外灯管下的影像进行采集,并进行图像保存与定性分析。
2、将染色后的凝胶用水冲洗后,放在透射样品台正中,并关严暗箱抽屉;
3、双击电脑桌面上的快捷方式,录入信息或者直接点击“确认”进入软件;
4、点击打开拍摄程序;
5、凝胶成像系统出现以下界面表示安装成功,可以开始成像操作。
(1)打开反射白灯灯开关:①调节光圈大小,使画面内能观察到图像。②在计算机显示屏上观察凝胶是否已全部在显示区域内,如凝胶位置不在画面ZY,请重新移动凝胶位置;如画面内未能将凝胶拍全,请调节变焦。
(2)关闭反射灯开关,打开透射灯开关。
6、观察计算机上显示的图像,重新调节光圈大小注意避免图像过亮出现光晕。调节焦距,使图像清晰;
7、单击右下角的,点击扫描形成文件;退出扫描对话框,将直接进入软件分析,凝胶成像系统自动关闭所有光源,退出拍摄程序。
2、紫外凝胶照相时要防止EB污染仪器,凝胶成像系统的门不能用污染的手套接触,进行软件操作时同样不能被污染的手套接触。
3、在使用紫外光源照相的过程中,不可以打开凝胶成像系统前面板。
4、照相后经废胶取出,并用较软的纸擦拭干净。
5、调焦时要轻,动作不要剧烈。
6、环境电压不稳定时,请使用稳压电源。使用过程中如遇断电,请及时将仪器电源关闭,直至重新来电。
7、使用时,请先打开凝胶成像系统的电源开关,再打开电脑开关并打开软件。
8、保持观测室内环境干燥,及时将遗留在观测板上的水或其他液体檫干(可使用软质纸,一般卷纸即可)。
9、观测用EB(溴乙锭)染色的凝胶时,注意不要污染凝胶成像系统表面。千万不要用手直接接触凝胶,或戴着接触过凝胶的手套去接触凝胶成像系统的门和观测台的把手。
10、使用凝胶成像系统时,要将门及观测台关紧,否则将无法正常使用紫外灯。
11、尽可能不要将电脑连接到因特网或局域网上,同时在电脑上安装杀毒软件,做到专机专用。
13、为延长灯管的使用寿命,请观测好凝胶后及时关闭光源。
一般功能:DNA/RNA、蛋白胶、DOT/Blue/SlotTLC板、ELISA、显微照片、克隆计数及细胞计数等。
比色分析:考马氏亮兰、银染等。
化学发光:AFLP、Western、Southern、Northem自显影分析。
荧光分析:EtBr、SYBGreer、Gold、SYPRORED、Orange、HoechesBlue、Rhodamine、多色荧光分析。
化学荧光分析:结合荧光与化学发光。
此外,多数暗箱上侧只安装白光灯,分析发荧光的TIC板时,由于玻璃不透紫外线,不能进行测定,可以将玻璃板反放在黑板上,即薄层面向黑板,其发出荧光波长可见,能够进行测定。如果已经用铝板进行薄层层析,那只能在暗箱上侧安有紫外管灯的箱中进行分析测定。
凝胶成像系统校准规范
凝胶成像系统是一种采用成像装置对置于暗箱内的核酸电泳凝胶、蛋白电泳凝胶进行成像,并将采集的图像输入计算机,通过相应的分析软件,对凝胶条带作定性和半定量分析的仪器。
由于样品在电泳凝胶上的迁移率不一样,以标准品或者其他替代对照品作参照,根据未知待测样品在图谱中的位置可以估测其分子量大小,即定性分析。在一定浓度范围内,灰度值(光密度)与样品的一定浓度或一定质量成线性关系,根据未知样品的灰度(光密度),通过与已知浓度的标准品或替代对照品条带的灰度(光密度)值相比较,就可以得到未知样品的浓度或质量,即半定量分析。
凝胶成像系统技术指标包括:分辨力、灰阶等级、信噪比、白光照度、照度均匀性、紫外激发源光谱辐射相对分布率。
1、分辨力:能一定程度上反映所校凝胶成像系统成像的图片清晰程度。
2、灰阶等级:能反映所校凝胶成像系统的分辨图像的明暗程度。
3、信噪比:可反映所校凝胶成像系统成像的图片质量。
4、光照度和光照度不均匀率:能反映所校凝胶成像系统白光光源的照明质量。
1、分辨力:ISO12233分辨力测试图卡。允许使用与该图卡等效的分辨力测试图卡。
2、灰阶等级和信噪比:灰度级测试图卡,符合GB/T9403-1988《反射式灰度级测试图》要求。
3、光照度和光照度不均匀率:一级光照度计,测量范围含0.1lx~199.9klx,相对示值误差不超过±4%。
4、紫外激发源光谱辐射相对分布率:紫外激发源校准装置,工作范围包含200nm~400nm的光谱辐射计,波长示值误差不超过1nm,读数的有效位3位以上,探测部分的非线性误差小于1%。
5、配图像处理软件的计算机:由于校准过程中需要读取所拍摄图片的有效像素、灰度值等,故需要配备图像处理软件的计算机。
1、分辨力
凝胶成像系统校准时,可使用ISO12233分辨力测试图卡或其他等效的分辨力测试图卡,以ISO12233分辨力测试图卡为例,因ISO12233分辨力测试图卡中有4种画面比例,分别为1:1、4:3、3:2和16:9,故在校准过程中需要根据所校不同型号的凝胶成像系统,选取合适的画面比例,使图卡的有效高度(分辨力测试图卡粗框内侧的高度)正好占满画面,然后进行拍摄,拍摄图像输入计算机,用专用软件测定拍摄图像的有效像素。
2、灰阶等级和信噪比
凝胶成像系统校准时,先以在无光源照射条件下。拍摄得到的图像作为噪声图片;然后开启白光光源预热,待光源稳定后,将灰度级测试图卡置于样品台上,使图卡正好占满画面,进行拍摄,将拍摄得到的图像作为灰阶等级图片。将两组拍摄的图片输入计算机,使用专用软件分别读取噪声图片和灰阶等级图片的灰度值,应能分辨灰度级测试图卡上的每个灰阶等级,同时将能分辨的Zda灰度值作为洁净图片的灰度值,按信噪比公式计算信噪比。
3、光照度和光照度不均匀率
凝胶成像系统校准时,开启白光光源,预热,待光源稳定后,将光照度计探头置于样品台各点,按照布点示意图逐一测定照度,Z后取各点照度的平均值作为被校凝胶成像系统的光照度。并给公式计算光照度不均匀率。
4、紫外激发源光谱辐射相对分布率
凝胶成像系统的用途|特点
凝胶成像系统的基本骨包含:CCD相机,暗室和分析软件。不过其功能不仅于对琼脂糠凝胶进行成像,现在的成像仪趋向于多功能化,还适用于蛋白胶、发荧光的胶、印迹膜和菌落平板等应用。
1、图象摄取
凝胶成像系统采用数码摄影将摄取的图象直接输入计算机系统。在暗箱中的紫外灯照射下,通过调节变焦光圈、变焦倍数及焦距使样品清晰及大小适当。图象摄取获得以后,通过图象处理软件软件中图象处理菜单的“亮度”和“优化”项进行亮度调整和图象优化,以降低图象本底噪声。
培清JS-1090,JS-1090P化学发光凝胶成像系统(点击图片查看更多产品详情)
2、分子量定量
对于一般常用的DNA胶片,利用凝胶成像系统的图象处理软件中分子量定量功能,通过对胶上DNAMarker条带的已知分子量注释,自动生成拟合曲线,并以它衡量得到未知条带的分子量。通过这种方法所得到的结果较肉眼观察估计要准确很多。
3、密度定量
一般常用的测定DNA(脱氧核糖核酸)和RNA(核糖核酸)浓度的方法是紫外吸收法,但它只能测定样品中的总核苷酸浓度,而不能区分各个长度片段的浓度。但利用凝胶成像系统和图象处理软件软件,对于DNA胶片上某一已知其DNA含量的标准条带,在调节阀值和积分框并进行密度标定以后,可以方便的单击其他未知条带根据其光密度值得到其DNA含量。
凝胶成像系统比紫外吸收法方便,可以测出不同长度的片段的含量,而所得结果对于分子生物学操作要求的准确度是足够的。值得指出的是,凝胶成像系统也适用于对PAGE蛋白胶条带的浓度测定。
4、密度扫描
在分子生物学和生物工程研究中,Z常用到的是对蛋白表达产物占整个菌体蛋白的百分含量的计算。传统的方法是利用专用的密度扫描,但利用生物分析软件结合现在实验室常规配备的扫描仪或者直接用白光照射的凝胶成像系统就能完成此项工作。
5、PCR定量
PCR定量主要是指,当做PCR实验时如果扩增出来的条带不是一条时,利用此命令可以计算出各个条带占总体的相对百分数,凝胶成像系统这个功能与密度扫描类似,但实际在原理上并不相同。PCR定量并不对选择区域生成纵向扫描曲线图并积分,而是对选定的几条带进行相对密度定量并计算其占总和的百分数。
凝胶成像系统在分子生物学和生物工程研究中几乎每天都要遇到的研究工作中所具有的功能,由于结合生物处理软件可以覆盖现代生物科学日常研究的各个领域并能够取代某些专用实验设备,凝胶成像系统应该是现代分子生物学和其他生物科学实验室的常备仪器,不仅如此,它也能用于医学临床检验。
凝胶成像系统结构为精巧的光学结构设计,电脑控制全密封一体式暗箱及轻触式操作面板方便使用。
凝胶成像系统采用能够供应高表现力、高分辨率黑白数字CCD相机,实时动态成像,是凝胶分析系统的核心部件。
高通透变焦镜头:大范畴的变焦能力使其能对特殊的目标区域进行更精确细致的分析,供应更加锐利清晰的图像质量。
凝胶成像系统常见问题
凝胶成像系统是对DNA/RNA/蛋白质等凝胶电泳不同染色及微孔板、平皿等非化学发光成像检测分析的仪器。凝胶成像系统常用于分子量计算,密度扫描,密度定量,PCR定量等生物工程常规研究。
1、凝胶成像系统像素越高是不是成像更清晰,产品就越好
像素是要针对成像设备来看的,CCD本身的质量比单纯的像素高低更重要。对于同级别CCD来说,Z重要的指标是CCD的尺寸大小,尺寸越大其本身价值就成几何倍地增长。
2、CCD和CMOS有什么区别,哪种芯片更好
CCD是集成在半导体单晶材料上,而CMOS是集成在被称做金属氧化物的半导体材料上。
在成像方面,相同像素下CCD的成像通透性、明锐度都很好,色彩还原、曝光可以保证基本准确。而CMOS的产品往往通透性一般,对实物的色彩还原能力偏弱,曝光也都不太好,由于自身物理特性的原因,CMOS的成像质量和CCD还是有一定距离的。但由于CMOS低廉的价格以及高度的整合性,因此在凝胶成像系统中得到了广泛的应用。
3、什么是分辨率,它与像素值有什么关系
一般来讲像素越多,成像也就越清晰细腻,当然这其中还要受许多因素限制。但是高像素也不一定是好的CCD,其原因就是像素大小,也是很重要的因素,相同数目的像素,排列越密集,像素之间就越容易出现电流干扰,容易出现“噪点”等干扰成像质量的现象出现。由于制造工艺的限制,增加尺寸,成本将会以几何级数提高。
4、什么是动态范围值,它如何反映CCD的性能
动态范围决定着能否同时在一张胶上同时看到强的信号和弱的信号,而且他们之间能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。灰阶表示一种表征光亮度的方法,12bit表示从Z暗到Z亮等分为212=4096个级别,16bit即分为216个级别,可见bit值越高能分出的细微差别越大。
目前来说,市场上主流的凝胶成像系统的CCD以12bit为主,16bit的凝胶成像系统,一般情况下,分辨率均在200万像素左右,对于真正的16bit,而像素值又近400万的CCD是非常少见的。
5、为什么凝胶成像系统需要制冷CCD,它适用于哪些情况
凝胶成像系统曝光超过5-10秒时,CCD芯片就会发热,没有致冷设备的芯片,“热”或者白的像素点就会遮盖图像,图像到处可见雪花。
制冷CCD的适用性:荧光及化学发光本身较弱,所以对CCD噪音的降低要求很高,应选用高分辨率数字冷却CCD相机结合高通透镜头的凝胶成像系统,使其能够捕获到信号极其微弱的荧光及化学发光样品图像,并且能够Zda程度的降低噪音,减少背景,提供出色的图像清晰度。
6、如何选择凝胶成像系统的光学镜头
光学镜头从焦距上可分为短焦镜头、中焦镜头,长焦镜头;从视场大小分有广角、标准,远摄镜头;结构上分有固定光圈定焦镜头,手动光圈定焦镜头,自动光圈定焦镜头,手动变焦镜头、自动变焦镜头,自动光圈电动变焦镜头,电动三可变(光圈、焦距、聚焦均可变)镜头等。
7、凝胶成像系统软件功能包括哪几个方面
①软件的基本功能:可对不同样品,如条带,斑点,细菌克隆,芯片,细胞或者活体动物等,进行定性、定量分析,加批注,输出图像等操作。
②图像采集方式:对于化学发光或多色荧光产品,凝胶成像系统软件应具备电影模式,可以进行图像多祯累计功能来增强线性动态范围和数据准确度。
③操作简便,凝胶成像系统软件应具备操作辅助工具,使软件操作更简单易用。Z好采用三步式泳道及条带分析,可以快速计算蛋白质和核酸的分子量及含量。
④数据库功能也是必不可少的,这样可以检索、分类或比较所有生成的图像。可利用不同的显示算法程序图像化显示条带差异。
⑤曝光方式:应采用单一曝光、多重曝光,累计曝光,延时(定时)曝光多种模式可选。
⑥记忆功能:凝胶成像系统软件能记忆并自动调用成像数据,这样你不用每次设置就能获得重复性好的结果。
⑦软件应配备两套以上,使用单机版,多用户版或网络版,用户可彼此独立操作,互不干扰,互不混淆。
8、能否在凝胶成像系统上直接切胶
凝胶成像系统选购指南
凝胶成像系统是实验室里Z为常用的仪器之一,包括成像系统和分析凝胶图片的软件系统。在选购凝胶成像系统时需要分别从这两个部分来考察凝胶成像系统的功能参数,拥有一台好的、运行稳定的设备是实验者的心愿。
市场上凝胶成像系统林林种种,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。
拍照成像选购要素:
培清JS-M9,JS-M9P荧光化学发光成像系统(点击图片查看更多产品详情)
镜头的参数就简单了,由于只需要观察近距离的样品,而且一般可以调整样品位置,所以基本无需选择长镜头或者变焦镜头;但是,由于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,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考虑范围之内。
扫描成像选购要素:
扫描成像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。扫描成像由于精度高、重复性好被广泛用于大型样品以及多通道凝胶成像系统中。可以说,对于大型样品或多通道凝胶成像系统应用,能选择扫描成像的,尽量不要选择拍照成像。
在满足分辨率后,还有一个更重要的参数,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。
1、核酸电泳凝胶:
2、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。对于小型凝胶可以选择一般的凝胶成像系统,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Z好选择。
3、转印膜:
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。①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系统即可。②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。③化学发光是目前Z常用的蛋白印迹的检测手段,冷CCD拍照成像对这种微弱的光信号是Z合适的。④荧光染料具有Z宽的动态范围,而且还能够提供多通路的检测途径(同样适用于凝胶)。
如果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不二之选。这时扫描成像是Z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。