多色荧光标记原理 - 产品信息 - 相关知识

2025-01-10 17:02:33多色荧光标记原理: 多色荧光标记原理是指利用不同波长的荧光染料对同一细胞或组织中的多种生物分子进行标记，通过特定的荧光显微镜或成像系统观察并区分这些染料所发出的荧光信号，从而实现对多种生物分子的同时检测和定位。这种技术能够大大提高实验效率和准确性，广泛应用于生物学、医学等领域的研究中，如细胞分选、蛋白质相互作用分析、基因表达研究等。通过多色荧光标记，研究人员可以更深入地了解生物分子的功能和相互作用关系。

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多色荧光标记原理问答

2025-10-15 17:30:21水下叶绿素荧光仪原理是什么: 水下叶绿素荧光仪是海洋生物学研究和水质监测中不可或缺的仪器之一。本文将深入探讨水下叶绿素荧光仪的工作原理，帮助读者理解其在科学研究中的应用价值。通过分析其核心技术和操作流程，揭示该仪器在评估水体中藻类繁殖和水质变化方面的重要作用，为相关行业提供技术支持和优化方案。水下叶绿素荧光仪的核心原理基于植物光合作用中的叶绿素荧光现象。叶绿素是光合作用的关键色素，其在吸收光能后，部分能量会以荧光的形式释放出来。该荧光信号的强度与叶绿素的浓度密切相关，因而成为检测水中藻类浓度的重要指标。当水体中藻类繁繁盛象水体富营养化时，叶绿素含量会显著增加，从而导致荧光信号增强。利用这一特性，水下叶绿素荧光仪可实现非侵入性、实时监测水域叶绿素浓度的目的。具体来说，水下叶绿素荧光仪通常由激发光源、光探测器和数据处理单元组成。激发光源发出特定波长的光（通常为蓝光或紫外线），照射到水中叶绿素。叶绿素吸收激发光后，产生特征性荧光，发出的荧光信号再被光探测器捕捉。检测到的荧光强度通过电子技术转换为数字信号，经过复杂的算法处理后，得出水体中的叶绿素浓度。仪器的特殊设计保证了其在水下复杂环境中的操作稳定性和数据准确性。浓度的计算通常基于荧光信号与已知标准的比较。不同的叶绿素荧光仪配备了校准模块，确保检测结果的可靠性。现代水下叶绿素荧光仪还整合了自动温度补偿和压强调节技术，通过优化参数，减少环境因素对测量结果的影响。这样一来，仪器能够在不同水域条件下持续提供高精度的叶绿素浓度数据，极大程度上提升了水质监测的效率和科学性。应用方面，水下叶绿素荧光仪不仅广泛应用于海洋生态环境监测，还在湖泊、水库、河流等淡水系统中发挥着重要作用。研究人员利用其实时监测藻类动态，提前预警水华爆发，有效防范生态灾害。渔业、养殖业也借助该仪器优化养殖环境，减少富营养化带来的负面影响。而在水资源管理与污染治理中，水下叶绿素荧光仪作为一种快速、精确的检测工具，帮助相关部门实时掌握水质变化趋势，为决策提供科学依据。随着科技不断进步，水下叶绿素荧光仪的技术也在不断升级。例如，部分仪器加入了多参数监测功能，可同步检测溶解氧、浊度等水质指标，提升监测的综合能力。有些设备还具备长时间连续监测和远程数据传输的功能，为海洋和淡水环境的持续监控提供了便利。这些创新不断推动水质监测从传统手工采样向智能化、自动化方向发展。水下叶绿素荧光仪的原理基于叶绿素的荧光特性，通过激发和捕捉特定波长的光信号，反映水体中的叶绿素浓度和藻类生长情况。借助先进的检测技术和算法，该仪器在水环境监测中的应用效果日益显著，为保护水资源、维护生态平衡提供了强有力的技术保障。在未来，随着科技的不断演进，水下叶绿素荧光仪将在更广泛的水环境管理和科学研究中发挥重要作用。

2025-11-28 16:50:01多歧管冻干机的工作原理是什么？: 冷冻干燥机是一种利用真空冷冻干燥技术进行物质干燥的设备。其基本原理是将含水物质先冻结成固态，然后通过升华原理使水分从固态直接升华为气态，从而去除水分，保存物质。冻干机广泛应用于医药、生物制品、食品等领域，具有干燥效果好、保存时间长、复水性好等优点真空冷冻干燥机的工作原理是指利用升华原理进行干燥的一种技术，即被干燥物在低温下快速冻结，然后在合适的真空环境下，使冻结的水分子直接升华为蒸汽逸出。该过程不会因为脱水而发生浓缩，干燥物呈干海绵多孔状，体积基本不变，极易融水而恢复，防止干燥物质的物理化学和生物学方面的变形。

2022-07-22 15:27:25荧光定量PCR实验，荧光标记怎么选？: 荧光定量PCR技术是将常规的PCR和荧光检测技术相结合，利用荧光信号积累实时监测整个PCR进程，以此实现对初始模板的定量分析。荧光定量PCR技术作为当今生物学研究的重要手段之一，在基础科学、生物技术、医学研究、法医学、诊断学等多方面具有广泛的应用前景。说到荧光定量PCR技术，我们经常会问类似于“你的实验是染料法还是探针法”，“你用的探针是什么类型”等之类的问题，这其实是对荧光标记的选择。根据荧光标记的不同，可以将荧光定量PCR实验分为探针法和染料法两大类。染料法染料法利用能与DNA双链结合的染料来实现，如SYBR Green I。该染料在游离状态下呈现微弱的荧光，一旦与双链DNA的双螺旋小沟结合，其绿色荧光增强约1000倍。因此其总的荧光强度与双链DNA含量成正比，利用这一关系可以反映生成的PCR产物的量（图 1）。SYBR Green I的吸收约在497 nm，发射波长约在520 nm，与FAM荧光分子的光谱性质类似，因此在所有的荧光定量PCR设备中都是通道检测，即“FAM/SYBR Green I”通道。▲ 图1 染料法原理图理论上，所有能与双链DNA结合的染料都可以用于qPCR检测，如溴化乙锭EtBr，碘化丙啶PI，吖啶橙、Cy3等。而选择用于qPCR反应的染料通常会从信号强度、生物安全性、检测简便性和经济适用性这几个因素考虑。例如EtBr可能存在潜在的致癌性。综合考虑下来，SYBR Green I成了比较理想的选择。目前，使用Evagreen的实验者也越来越多，Evagreen作为一种新型的染料，其光谱性质与SYBR Green I类似，其优势在于：▶ 对PCR反应的抑制程度小。高浓度SYBR Green I会强烈抑制PCR反应，因此要控制其使用浓度，一定程度上降低了DNA检测的灵敏度。▶ 与DNA结合密度高。单位长度的DNA双链上Evagreen的密度更高，为饱和型染料，消除了SYBR Green I存在的“染料重分布”的缺陷，提高检测灵敏度的同时也可用于高分辨率溶解曲线HRM。▶ 化学性质更稳定，适合长期保存。TaqMan 探针TaqMan 探针基本可以满足60%以上的qPCR实验，如常规的基因表达和拷贝数变异CNV实验。TaqMan 荧光探针是一种寡核苷酸探针，荧光基团连接在探针的5'末端，而淬灭剂则在3'末端（图2）。PCR扩增时在加入一对引物的同时加入一个特异性的荧光探针，探针完整时，报告基团发射的荧光信号被淬灭基团吸收; PCR扩增时, Tag酶的5'-3'外切酶活性将探针酶切降解，使报告荧光基团和淬灭荧光基团分离，从而荧光监测系统可接收到荧光信号，每扩增一条DNA链，就有一个荧光分子形成,实现了荧光信号的累积与PCR产物形成完全同步。常用的荧光基团是FAM，TET，VIC，HEX。▲ 图2 Taqman探针MGB探针对于要分辨单碱基差异的SNP实验，采用对碱基错配容忍度更低的MGB探针，在淬灭基团后加入了DPI3基团（图3），从而提高了与靶标结合的亲和力；而且可以对靶点碱基进行化学修饰，如PeptideNucleic Acid和Locked Nucleic Acid。▲ 图3 MGB探针双杂交探针Taqman探针对探针的长度有比较严格的要求，双杂交探针则消除了这一“缺陷”。双杂交探针是由两条寡核苷酸单链组成，一条的3’端带有供体荧光分子，另一条的5’端带有受体荧光分子（图4）。游离状态下荧光供体会发出荧光，但当两条单链都匹配到模板链上时，就会发生荧光共振能量转移FRET，受体荧光分子就可以发出荧光，其荧光强度与生成的产物的量成正比。双杂交探针的优势有两点：摆脱了探针长度的限制，较长的探针可以提高与模板匹配的成功率；只有上下游两条探针都正确匹配后才能检测到受体荧光分子发出的荧光，特异性有所提高。▲ 图4 双杂交探针分子信标探针游离状态下，分子信标探针是一种茎环结构，其环状部分的15-30个碱基可以与靶标区域相结合匹配，下端的配对区域（左右一般各5-6个碱基）则由重复的GC组成，从而将5’的荧光分子和3’的淬灭基团紧紧聚在一起，荧光发生淬灭；当退火时，分子信标探针解开环并与模板靶标杂交，这样荧光分子和淬灭基团的物理距离就变大了，荧光淬灭的前提就打破了（图5）。除了MGB探针，分子信标探针也非常适合用于SNP检测。▲ 图5 分子信标探针除了上述几种类型的探针之外，还有尝试将引物和探针功能相结合的技术，如Amplifluor、LUX等，在设计难度上有所提高，但使用时更简便。各有其应用的侧重点和设计上的利弊，在此不多赘述。那么在荧光定量PCR实验中，我们应该如何进行选择呢？在这里，给大家总结了一些两种方法的区别，供大家参考。表1 染料法和探针法的区别

2026-01-07 13:45:24能散型X射线荧光光谱仪原理是什么: 散型X射线荧光光谱仪（简称XRF光谱仪）在材料分析领域扮演着举足轻重的角色。本文将深入探讨其工作原理，帮助读者理解背后的科学机制以及该技术广泛应用的原因。通过详细解析散型X射线荧光光谱仪的基本原理、结构组成及其在实际中的优势与限制，旨在为行业专业人士和科研人员提供一份全面、系统的技术指南。理解这一仪器的核心工作机制，有助于优化检测流程，提升分析精度，进而推动相关行业的发展。散型X射线荧光光谱仪的主要工作原理源于X射线与材料中元素的相互作用。当高能X射线照射到样品表面时，会导致样品中的原子发生激发，电子从原子轨道被激发出去，形成空穴。这一过程随即引发原子内电子的跃迁，释放出具有特定能量的荧光X射线，也就是我们常说的特征X射线。这些特征X射线的能量大小与元素的化学性质直接相关，因此通过检测和分析它们的能量与强度，就可以确定样品中存在的元素类型和含量。散型X射线荧光光谱仪的检测部分由高灵敏度的探测器组成，通常采用硅漂移探测器（SDD）或光电倍增管（PMT），以实现对样品中释放出的特征X射线的精确捕获。此部分的设计确保能够在短时间内获得高分辨率的荧光光谱数据。仪器中的能量分析系统负责筛选不同能量的X射线，构建元素的光谱轮廓图。通过专门的软件对这些数据进行处理，科学家们能够快速识别样品中的多种元素并进行定量分析。散型XRF的“散型”特性指的是其检测方式不同于集中型XRF设备。散型XRF采用侧向激发和检测的方式，使得样品的分析更为灵活，可以在较为复杂的样品环境中展开，减少样品准备时间，增强现场检测能力。这种结构特性使得散型XRF尤其适用于宝石、土壤、金属、合金以及工业材料的快速成分分析。从环境监测到矿物勘查，从考古研究到质量控制，其应用范围极其广泛。在性能方面，散型X射线荧光光谱仪具有一些显著优势。它不损伤样品，适合对样品进行多次检测而不影响其原始属性。分析速度快，一套完整的测试可以在几秒到几分钟内完成，大大提高工作效率。其操作相对简便，部分设备配备自动化功能，减少操作难度，为用户带来的用户体验。当然，也存在一定局限。比如，对于轻元素（如氢、氦）检测能力有限，复杂样品中的元素重叠可能导致分析误差。散型X射线荧光光谱仪作为一种高效、非破坏性元素分析工具，其工作原理基于X射线激发原子释放特征荧光X线，结合高性能探测器和能量分析系统，实现元素的快速定性和定量。它的独特结构设计和操作简便性，使得在多个行业展现出极大的应用潜力，为推进科学研究和工业生产提供了可靠的技术支撑。随着检测技术的持续优化，未来散型XRF光谱仪将在更广泛的领域展现出更强的竞争力和更高的应用价值。

2022-12-30 11:24:37MICA实现Caspase 3/7多色检测: Caspases与细胞凋亡过程相关，因此可以利用caspase检测来确定细胞是否正在经历这种程序化的细胞死亡。这些检测可以通过例如流式细胞仪、平板读数仪实现，也可以在显微镜上完成，显微镜可为量化数据补充可见的结构信息。在这篇文章中，我们描述了MICA是如何用于caspase 3/7测定。借助Navigator或像素分类器等工具，MICA让设置、执行和分析caspase 3/7检测变得更加容易，即使没有经验的用户也可轻松操作。图像：双色caspase检测并进行拼接扫描。U2OS细胞用核标记物DRAQ5（品红）和CellEvent™（黄色）标记。加入4mM星形孢菌素以诱导细胞凋亡。20倍物镜下使用双通道荧光，持续16小时每30分钟获取一次2x2 FOV（视野范围）的扫描拼接图像。引言凋亡细胞检测或者活细胞/死细胞检测一般通过将某种物质应用于活细胞并观察细胞反应，以此检测其毒性或有效性。死亡率随时间推移而上升或者剂量依赖性上升均证明物质有效。判断潜在药物的抗癌效果便是一个典型示例。商用染料试剂盒可检测处于凋亡状态的细胞。这些试剂盒内染料为荧光染料，能够分别标记活细胞和死亡细胞。Caspase活性检测法是细胞凋亡检测法的一种。Caspase（半胱天冬酶）是参与细胞凋亡过程的一类半胱氨酸蛋白水解酶。它们还用于区分caspase介导的细胞凋亡或细胞坏死。这里的染料试剂盒使用的是DNA结合试剂，该试剂的荧光能够被四氨基酸肽(DEVD)阻断。一旦caspase-3和caspase-7（caspase-3/7）被激活，即当细胞处于凋亡状态时，caspase-3和caspase-7便会切割DEVD肽，然后DNA结合试剂便会开始呈现荧光。挑战由于添加剂浓度不同、孵育时间不同、染色类型或者细胞系等参数的不同，实验通常在多孔板上进行。这种方法有两个优点，一是能够在一个反应容器中设置多个不同的试验条件，二是只需要极少量的试剂和极低数量的细胞。但是，在实施过程中，用户仍然可能会被不同孔和不同实验的数量混淆。设置多孔板实验时，MICA自带的Navigator工具能够帮助预览。包括可以在虚拟画板上计划并设置每一孔的扫描拼接实验或者延时实验（见图1）。图1：导航工具。Navigator能提供整个样品载体的预览（例如，玻片、培养皿、孔板），并帮助用户设置实验。用户能够在整个孔板上操作导航并进入单孔内，比如界定感兴趣区域或者设计扫描拼接。追踪细胞活动需要使单一荧光通道的时空相关性成像。传统的宽场显微镜一般一次记录一个通道，因此每一个细胞结构只能按顺序、一个接一个地记录下来。这意味着两个不同的结构记录于两个不同的时间点。这对于极速发生的细胞事件来说可能会产生影响，特别是在共定位研究中。同时成像通过在同一时间记录全部荧光的方法规避了这一缺点。对于caspase活性检测法而言，这意味着用户能够观察到，例如在caspase-3/7被激活的瞬间线粒体的反应。MICA能够同时检测四种荧光，使用户可以同时观察到除细胞核、caspase-3/7活性、线粒体等之外的另一个细胞结构（见图5）。最后，如果想要确定某一特定试剂在诱导caspase介导细胞凋亡时的效果，则需要对caspase检测进行量化。这种量化需要通过专门的外部软件来实现。MICA自带分析解决方案，不需要另外的软件。通过MICA自带的像素分类器，用户能够标记一些感兴趣区域（ROI），人工智能算法可以训练和识别这些区域（见图2）。对于caspase活性检测法而言，细胞核信号可用于确定细胞总数。CellEvent™信号可用于识别caspase介导的凋亡细胞。图2：利用像素分类工具训练MICA识别图像中样品特征。通过在图像中标记示例特征，像素分类器能够训练和划分所有目标物。方法在这一案例研究中， U2OS细胞或者COS7细胞被铺在96孔板，然后培养一整晚的时间。在实验过程中，活细胞分别用DRAQ5、SPY-650-DNA以及TMRE孵育15分钟。之后，更换培养基，在实验结束前使用CellEvent™孵育细胞。每孔内加入凋亡诱导剂星形孢菌素（3 µM–7 µM）。在四色caspase活性检测法中，U2OS细胞被接种在96孔板上并在夜间生长，然后培养一整晚的时间。在实验过程中，活细胞与DAPI和TMRE孵育45分钟。之后，更换培养基，在实验结束前使用CellEvent™和SiR-Tubulin孵育细胞。每孔内加入凋亡诱导剂—星形孢菌素（3 µM–7 µM）。在37℃、5% CO2和~65%湿度的环境中，按照指示的时间间隔和持续时间用MICA进行活细胞成像。使用Navigator工具设定并执行检测。一些实验中会运行扫描拼接（参见视频2）。进行扫描拼接时，研究人员使用的主要策略是“focus Map”；此外，延时实验通过“Keep focus”来保持细胞的聚焦。使用MICA自带的分析功能进行本次实验中的数据分析。其中核心组件之一便是人工智能驱动的像素分类器，该功能位于“Learn”选项。通过像素分类器，用户能够标记其感兴趣区域（ROI），该区域将作为所有要检测的其他区域的示例。如图5所示，细胞核被像素分类器标记并检测。像素分类器同样能够标记并检测线粒体活性标识TMRE和caspase呈阳性的细胞。之后会在整个延时摄影过程中分析这批图像。经过计算之后，MICA会将计算结果以散点图、共定位图、直方图、饼状图、框图或者时间序列图的形式展示在“结果”选项中。图3：在分析过程中，MICA会标记作为样例的感兴趣区域，为人工智能驱动的分析功能提供信息。在此检测法中，细胞核（品红）和caspase阳性细胞（绿色）会被用于训练像素分类器，通过这种方式，像素处理器便有能力分析caspase介导的凋亡细胞比例。结果 SPY-650-DNA（标记细胞核）和CellEvent™（标记caspase 3/7活性）两种细胞染料的量化研究揭示了在活细胞实验中发生caspase介导的凋亡细胞。细胞核的数量说明了每张图像中细胞的数量，可与处于凋亡过程中细胞的数量相对应。另一个标记，即TMRE成像过程，揭示了线粒体活性。量化数据(如长度、宽度、面积)显示在采集图像下方的表格中，这些数据可被导出为Excel表格。获取的图像可以在延时成像的每一个时间点上查看，并可以与识别的ROI重叠。三色caspase 3/7活性检测图（图4）显示，细胞核信号在开始的时候增强，之后逐渐减弱。信号增强是因为核染色剂必须与DNA结合，这一结合过程需要一定的时间。另一方面，SPY-650-DNA信号减弱是因为细胞核解体，解体现象见相关图像。其他信号要么随时间增加而增强（CellEvent™），要么随时间增加而减弱（TMRE）：caspase介导的凋亡细胞数量增加的同时激活状态的线粒体数量减少。图4：三色caspase 3/7活性检测法量化研究。通过像素分类器检测细胞核、TMRE和caspase阳性细胞，以确定在不同浓度的星形孢菌素下，随着时间的推移发生caspase介导的凋亡的细胞数量。TMRE信号能反映线粒体的健康状态。结果可以多种形式展示，比如时间序列图。用户可以通过MICA一次性对四种荧光成像。在caspase 3/7活性检测法中，这有助于调查凋亡过程中额外的细胞成分的命运—实现100%时空相关性。图5中展示的案例显示，除了细胞核（DAPI）、激活状态的线粒体（TMRE）以及caspase阳性细胞（CellEvent™）以外，也对肌动蛋白细胞骨架（SiR-Actin）进行了染色。高倍率下（63x），用户能够看到，caspase被激活之后，肌动蛋白细胞骨架坍塌。与此同时细胞核以及线粒体停止工作。因为所有通道都是在一次拍摄中获得的，各细胞活动成像之间存在精确联系。图5：四色caspase-3/7检测，用SiR-Actin、TMRE（线粒体活性）、CellEvent™（caspase活性）以及DAPI（细胞核）标记U2OS细胞。在时间点0加入星形孢菌素。在63x高倍、宽场模式以及THUNDER（ICC）成像模式下获得的图像。结论Caspase活性检测法为研究抗癌药物提供了新的见解。为了实现这一目标，研究人员必须在保证高时空精准度的情况下将活细胞从凋亡细胞中区分出来。对于统计上可靠的结果，增加量很有必要。这就是为什么这类实验必须在孔板上进行，也必须进行量化研究。MICA满足以上全部要求。在FluoSync的帮助下，MICA可同时保证多达4种不同的荧光染料可以同时成像，不论是在单一培养皿上，还是在96孔板上。MICA完整的培养系统能够培育活细胞数日，同时其自带的基于人工智能的分析功能也有助于用户获得可靠的数据。参考：FluoSync - a Fast & Gentle Method for Unmixing Multicolour Images, Science Lab, Leica Microsystems (leica-microsystems.com)