凝胶成像系统介绍、选购、使用等常见问题
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本文是由上海巴玖小编精心为您整理的，详细的介绍了凝胶成像系统的构成、分类、原理、使用、选购等问题，希望能对您有帮助。
凝胶成像系统可以对样品进行定量和定性的分析如：蛋白质、核酸、多肽、氨基酸、多聚氨基酸等其他生物分子的分离纯化结果作定性分析。
凝胶成像系统都有成像系统（一个拍摄系统、一个带有特殊光源的暗箱）与获取和分析凝胶图片的软件系统组成。
1、成像系统包括：相机，暗室，透射仪，UV和白光照明、琥珀色滤光玻片和UV防护罩等小配件。CCD是凝胶图像系统的核心部件。它是电荷耦合器件(ChargeCoupledDevice)的英文名称缩写，是一种光电转换器件。
2、软件系统
凝胶图片的软件系统可以对摄取的图象进行亮度调整和图象优化,以降低图象本底噪声。一般经过这样处理以后能得到清晰的凝胶图片，进而对样品进行定量或定性的分析。
定量分析技术是由光源发出的光照射到样品，不同的样品对光吸收的量有差异，从而照相所得的图像上面的样品条带的光密度也会有差异。光密度与样品的浓度或者质量成线性关系。将未知样品的光密度与已知浓度的样品条带的光密度进行比较，可以得到未知样品的浓度或者质量，做定量分析。凝胶成像分析系统定性的原理是：由于样品在电泳凝胶或者其他载体上的迁移率不一样，将未知样品在图谱中的位置与标准品在图谱中的位置相比较，可以确定位置样品的成份和性质，做定性分析。
凝胶成像系统的光源有四种，分别是透射紫外，反射紫外，透射白光，反射白光。
1、透射紫外：可激发多种荧光染料
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。但是在凝胶成像系统中紫外反射光源作为选配件不列入标配中。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。
当然不通的波长也是不一样的。紫外透射光源的波长是302nm，365nm、紫外反射光源的波长是254nm或365nm、镜头滤光片的波长是595nm/590nm，537nm，620nm，460nm
凝胶成像系统的分类可以大致分为普通凝胶成像分析系统，化学发光成像分析系统、多色荧光成像分析系统以及多功能活体成像分析系统这几类。
1、普通凝胶成像分析系统：可以对蛋白电泳凝胶，DNA凝胶样品进行图象采集并进行定性和定量分析，样品包括：EB、SYBRGreen、SYBRGold、TexasRed、GelStar、Fluoroscecin、RadiantRed等染色的核酸监测；以及CoomassieBlue、SYPROOrange、各种染色的蛋白质凝胶如考染等。
（1）普通凝胶成像分析系统RED
【简单介绍】：
RED成像系统具有内置透射仪、带8英寸触摸屏的内置电脑、内置高分辨率科研级相机、自动化光学系统、三位滤光片轮。拥有透射光源，反射光源，以及三位滤光片轮的集成设计，可满足大部分DNA和蛋白质凝胶染色实验中常用的紫外荧光标记以及白光成像的激发和成像需要。图像可以保存在USB记忆棒中或直接在数码热敏打印机上打印，方便用户实验记录需要。
【技术参数】：
总像素：140万总像素
位深：12bit（4096个灰阶）
自动变焦镜头：F1.4，11.5-69mm；6倍变焦
透射紫外光源：365nm透射紫外灯箱，透射面积15×15厘米
样品板：标配（用于盛装凝胶）
滤光片轮：3个滤光片位置
反射白光光源：标配
滤光片：标配EB滤光片（590/50nm），选配绿色（620/40nm）、红色（537/40nm）、
和蓝色（460/40nm）滤光片
控制系统：内置计算机控制，WindowsXP操作系统，带有8英寸的触摸屏
图像捕获软件：配套Pronto图像捕获软件，曝光时间可调（20毫秒－1秒），可通过
触摸屏在软件上调节光圈，焦距和对焦，可选实时预览模式，可以显示饱和度，
一键敲击即可完成拍照。
图像分析软件：可选配AlphaViewStandAloneSoftware图像分析软件
输出的图像格式：16bitTIFF或者8bitJPEG格式图像
存储：图像可以通过USB端口存储到U盘
打印：图像可以通过USB端口连接打印机打印
系统体积：27x55x55cm(WxDxH)
2、化学发光成像分析系统：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。
（1）UVP EC3 化学发光成像分析系统
【技术参数】：
多功能的暗室，光密性非常好，给化学发光成像提供了理想中条件
专业手动变焦镜头 F1.2 12.5-75mm
光源选择，包括顶置反射白光、紫外254nm、365nm 顶部光源用于检测不透光样品 如：照片、纸张、杂交膜，扩大了仪器的应用范围
五位滤光轮设计标配四个滤光片
EtBr溴化乙锭 、SYBR Green 、 SYBR Gold 、考马斯兰
标配有超薄自发光白光屏，可折叠且高度可调
抽屉式紫外透照台，可选配：单波长、双波长、三波长透照台
紫外安全门设置，开门即自动关闭紫外光源，保护实验人员安全
防紫外观察窗，无须开启暗箱就可以观察到样品情况，更直观，更安全
VisionWorksLS专业图像分析软件
配件：
BioLite 多波长光源 （选配件）
——通过连接光纤，将落射光源通入暗箱
BioLite是为BioSpectrum和EC3系统的活体动物、植物研究而设计的，同时可用
于多色荧光Western blots蛋白印迹成像和定量分析.
Biolite多波长光源是一个功率为150瓦的石英卤素光源，通过连接光纤，将落射
光通入暗箱，为活体动植物的发光源以及多色荧光western blots提供了直接的
激发光源.其闭合的光路稳定的控制着光谱的输出，因此提供了更优的信噪比和
重复性良好的测定结果.
BioLite具有6位的机械调光器，可以变化光强度.
设有8位滤光片轮,用户可根据实验需要选配不同发射波长的滤光片应用于不同荧光染料.
BioLite多波长光源可通过VisionWorksLS多功能软件进行全自动控制.
转换板：蓝光板
3、多色荧光成像分析系统：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。
Bio-Rad ChemiDoc MP多色荧光成像系统
【技术参数】：
髙至样本尺寸：28 x 36 厘米
髙至成像面积：26 x 35 厘米
激发光源：透射紫外光和反射白光；选配透射白光转换屏幕、XcitaBlue™ 蓝光转换屏和反射红光、绿光和蓝光 LED 模块
光源控制：提供透射紫外、反射白光和适合化学发光的无光源为标准模式；选配反射红光、反射绿光、反射蓝光、透射白光和蓝光转换屏
检测器：过冷 CCD
图像分辨率：400 万像素
像素大小 （H x V）：6.45 x 6.45 µm
冷却系统：Peltier
CCD 冷却温度：–30°C（，可调节）
滤光片位置：6 个位置（5 个用于滤光片，1 个无滤光片，用于化学发光）
发射滤光片：包括 1 个（标配），4 个选配
动态范围：>4 个数量级
像素密度（灰度）：65,535
动态平场：特定应用；所有应用
仪器尺寸（长 x 宽 x 高）：36 x 60 x 96 厘米
仪器重量：32 公斤
工作电压：110/115/230 VAC（标称）
工作温度：10–28°C（推荐 21°C）
工作湿度（无凝结）：<70%
实验步骤自动选择：根据应用，用户可自由选择或调出已有程序
实验步骤自动执行：由程序进行控制，会根据特定应用设置图像区域、光源、滤光片、分析和报告
实验步骤重复性：通过调用已有程序可完全重复，从图像采集到定量分析报告，
自动对焦（科技智慧未决）：根据样品位置高低和放大缩小设置校准对焦
图像平场：每次运行时，动态反馈式优化校正
自动曝光：2 种用户定义模式（强或弱条带）
4、多功能活体成像分析系统：UVEB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。
【技术参数】：
CCD：4百万像素,专业级制冷CCD,
镜头：10倍光学变焦镜头置于科技智慧COPI(封闭光路系统)中
成像面积：髙至20cm×20cm,低至2cm×2cm.连续可调
图像获取：真16bit,超过65，000级灰阶
光源：高能氙灯（FX Pro系统）或高强度卤素灯（FX系统）；数码X 光
开端：检查设备所需电源的连接，以及设备工作时所需是否准备完整。
第二步：打开凝胶成像系统的放叫板，将胶放于正中间的位置上并且关闭放胶板。
第三步：打开设备电源开关（绿色按钮）。
第四步：打开软件，开启设备紫外灯。
第五步：点击“扫描”按钮，进行对样本采集。
第六步：使用设备顶上的按钮对焦距以及图片的大小进行调节。
第七步：通过按钮进行亮度的调节并点击“集图像”然后保存图像。
第八步：关闭设备电源并且要清理放胶板。
前面说过凝胶成像系统可以对蛋白质、核酸、多肽、氨基酸、多聚氨基酸等其他生物分子的分离纯化结果作定性分析。具体分析测量具体原理
1、分子量的定量分析
对于一般常用的DNA胶片利用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[accuracy]很多。
2、密度的定量分析
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。利用凝胶成像系统和软件先将DNA胶片上某一已知其DNA含量的标准条带进行密度标定以后，可以方便的单击其他未知条带，根据与已知条带的密度做比较，可以得到未知DNA的含量。
3、密度的扫描分析
如在分子生物学和生物工程研究中，我们[much]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。传统的方法就是利用专用的密度扫描其结果并不能清晰的显示。现在可以直接用白光照射的凝胶成像就能完成此项工作。
4、PCR定量
主要是指在PCR实验扩增出来的条带不是一条，那么可以利用软件计算出各个条带占总体条带的相对百分数。PCR定量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，密度扫描时并对选择区域生成纵向扫描曲线图并积分。
对于不同型号的凝胶成像系统其功能大致相同但是特点却不似全部一样，以下讲解的是多数凝胶成像系统的部分特点仅供参考。
1、结构设计
较为精巧的光学结构设计是电脑控制全密封一体式暗箱及轻触式操作面板相互配合使用方便。
抽屉式全封闭的设计，拉开即自动切断紫外光源，有效避免紫外线对人体的伤害。
方便于移胶和清洁，同样可避免样品间存在的痕量污染。
2、系统的软件
供应高表现力、高分辨率黑白数字CCD相机，实时动态成像，成为了凝胶分析系统的核心部件。
高通透变焦镜头具有大范畴的变焦能力使其能对特殊的目标区域进行更[accurate细致的分析，供应更加锐利清晰的图像质量。
软件全自动控制紫外光源、白光板及成像系统的变焦，焦距和光圈等、
可以有效防止EB污染，更好地保护实验人员安全。
系统装有自动保护功能，具有定时功能。
防紫外泄露的观察窗设计，便于用户对核酸或蛋白质凝胶的直接观察。
定时功能：如果使用者10分钟内没有输入任何命令，紫外自动关闭延长紫外寿命。
关闭操作软件，系统同时自动关闭紫外光源。
1、使用前注意事项
①首先要做好安全检查的各项事情。
②要确保工作时环境电压的稳定。如若不能确定是否稳定时使用时稳压器。
③在使用凝胶成像系统之前应做好清洗工作，要确保在工作过程中不会造成交叉污染。
2、使用时注意事项
①注意开机顺序，请先打开仪器的电源开关，然后打开开凝胶成像系统再打开电脑开关并打开软件（QuantityOne）[much]后进入软件。
②紫外凝胶照相时要防止EB污染仪器。照相后经废胶取出，并用较软的纸擦拭干净。
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调焦时要轻，动作不要剧烈。
⑤使用仪器时，要将门及观测台关紧，否则将无法正常使用紫外灯。
⑥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。
3、其他注意事项
①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，一般观测用EB（溴乙锭）染色的凝胶时，注意不要污染仪器表面。
②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（推荐使用正版软件），做到专机专用。
③较长时间不用仪器时，请将仪器用防尘罩盖上。
④为延长灯管的使用寿命，请观测好凝胶后及时关闭光源
1、像素
像素是要针对成像设备来看的，其实CCD本身的质量比单纯的像素高低更重要。
2、芯片
CCD和CMOS在制造上的主要区别是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。CMOS信号更为敏感，速度也更快。
3、CCD的主要技术参数
CCD的主要技术参数有CCD尺寸，有效像素，信噪比，采集位数等。
注意：其中CCD尺寸与信噪比都是影响成像的关键因素，尺寸越大能接受的信号就越多。
4、分辨率
分辨率的大小和像素值是分不开的，像素值是指CCD能分辨到的低至的感光元件。
5、动态范围值
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。
6、制冷CCD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，并且能够髙至程度的降低噪音，减少背景，提供出色的图像清晰度。
7、信噪比和暗电流
提到制冷CCD，我们就必须提到另外一个参数就是信噪比。图象的信噪比应该等于信号与噪声的功率谱之比；同样的说到信噪比就要说暗电流了，因为暗电流是导致CCD噪音的很重要的因素。通常情况下，通过降低CCD的温度来髙至限度的减少暗电流对成像的影响。
8、量子效率
CCD的量子效率也称像素灵敏度，指在一定的曝光量下像素势阱中所积累的电荷数与入射到像素表面上的光子数之比。
9、光学镜头
光学镜头是机器视觉系统中必不可少的部件，直接影响成像质量的优劣，影响算法的实现和效果。
10、数据传输的方式
IEEE1394总线是一种目前为止[much]快的高速串行总线，火线(IEEE1394)支持的传输速率有100Mbps,200Mbps，400Mbps，[tallest的传输速度为400Mbps/s。
11、具体的软件功能
选择好成像系统后，配套的软件选择也很重要。硬件设备再好，如果不配上好的软件，也无法发挥它应有的作用
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