Считыватель планшетов

Эта статья поднимает множество проблем. Пожалуйста, помогите улучшить его или обсудите эти проблемы на странице обсуждения . ( Узнайте, как и когда удалить эти сообщения-шаблоны )

Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки . Пожалуйста, помогите улучшить эту статью , добавив цитаты из надежных источников . Материал, не полученный от источника, может быть оспорен и удален.
Поиск источников: «Считыватель планшетов» - новости · газеты · книги · ученый · JSTOR ( апрель 2012 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить это сообщение-шаблон )

‹Приведенный ниже шаблон ( необходим эксперт ) рассматривается на предмет удаления. См. Шаблоны для обсуждения, чтобы помочь достичь консенсуса. ›

Эта статья требует внимания специалиста по химии . Пожалуйста , добавьте причину в или разговоре параметр для этого шаблона , чтобы объяснить проблему с статьей. WikiProject Chemistry может помочь нанять эксперта. ( Ноябрь 2008 г. )

( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения )

Планшетные ридеры , также известные как микропланшетные ридеры или микропланшетные фотометры , представляют собой инструменты, которые используются для обнаружения биологических , химических или физических явлений образцов в микротитровальных планшетах . Они широко используются в исследованиях, открытии лекарств , ^[1]валидация биопроб, контроль качества и производственные процессы в фармацевтической и биотехнологической промышленности и академических организациях. Реакции с образцами могут быть проанализированы в микротитровальных планшетах формата 1–1536 лунок. Наиболее распространенным форматом микропланшетов, используемым в академических исследовательских лабораториях или клинико-диагностических лабораториях, является 96-луночный (матрица 8 на 12) с типичным объемом реакции от 100 до 200 мкл на лунку. Микропланшеты с более высокой плотностью (384- или 1536-луночные микропланшеты) обычно используются для скрининга, когда пропускная способность (количество образцов, обрабатываемых в день) и стоимость анализа на образец становятся критическими параметрами, с типичным объемом анализа от 5 до 50 мкл на лунку. . Обычными режимами обнаружения для анализов микропланшетов являются поглощение, интенсивность флуоресценции , люминесценция ,флуоресценция с временным разрешением и поляризация флуоресценции .

Методы [ править ]

Поглощение [ править ]

Определение абсорбции доступно в ридерах для микропланшетов более 3 десятилетий и используется для таких анализов, как анализ ELISA , количественное определение белков и нуклеиновых кислот или анализ активности ферментов ^[2] (то есть в анализе MTT для определения жизнеспособности клеток). ^[3] Источник света освещает образец, используя определенную длину волны (выбранную оптическим фильтром или монохроматором), а детектор света, расположенный на другой стороне лунки, измеряет, сколько исходного (100%) света передается. через образец: количество прошедшего света обычно зависит от концентрации интересующей молекулы. Несколько обычных колориметрическихАнализы были уменьшены для количественной работы в планшет-ридере с производительностью, подходящей для исследовательских целей. Примеры анализов, преобразованных в методы считывания планшетов, включают несколько анализов для аммония , нитрата , нитрита , ^[4] мочевины , ^[5] железа (II), ^[6] и ортофосфата . ^[7] Более поздние колориметрические химические составы были разработаны непосредственно для использования в планшетных ридерах. ^[8]

Флуоресценция [ править ]

Обнаружение интенсивности флуоресценции получило очень широкое развитие в формате микропланшетов за последние два десятилетия. Диапазон применений намного шире, чем при использовании определения оптической плотности, но оборудование обычно более дорогое. В этом типе приборов первая оптическая система (система возбуждения) освещает образец с использованием определенной длины волны (выбранной с помощью оптического фильтра или монохроматора). В результате освещения образец излучает свет (флуоресцирует), а вторая оптическая система (система излучения) собирает излучаемый свет, отделяет его от возбуждающего света (с помощью фильтра или системы монохроматора) и измеряет сигнал с помощью детектор света, такой как фотоумножительтрубка (ФЭУ). Преимуществами обнаружения флуоресценции перед обнаружением поглощения являются чувствительность, а также диапазон применения, учитывая широкий выбор доступных сегодня флуоресцентных меток. Например, метод, известный как визуализация кальция, измеряет интенсивность флуоресценции чувствительных к кальцию красителей для оценки уровней внутриклеточного кальция. ^{[ необходима цитата ]}^[9]

Люминесценция [ править ]

Люминесценция - это результат химической или биохимической реакции. Обнаружение люминесценции оптически проще, чем обнаружение флуоресценции, поскольку люминесценция не требует источника света для возбуждения или оптики для выбора дискретных длин волн возбуждения. Типичная люминесцентная оптическая система состоит из светонепроницаемой считывающей камеры и детектора ФЭУ . Некоторые считыватели планшетов используют аналоговый детектор PMT, в то время как другие имеют счетчик фотонов.Детектор ФЭУ. Подсчет фотонов широко признан как наиболее чувствительный способ обнаружения люминесценции. Некоторые считыватели планшетов предлагают оптические системы с фильтром или монохроматором с настраиваемой длиной волны для выбора конкретных длин волн люминесценции. Возможность выбора нескольких длин волн или даже диапазонов длин волн позволяет обнаруживать анализы, содержащие несколько люминесцентных репортерных ферментов, разрабатывать новые люминесцентные анализы, а также средства для оптимизации отношения сигнал / шум. ^{[ необходима цитата ]}

Общие применения включают анализы экспрессии генов на основе люциферазы , а также анализы жизнеспособности клеток, цитотоксичности и биоритмов, основанные на люминесцентном обнаружении АТФ . ^[10]

Флуоресценция с временным разрешением (TRF) [ править ]

Измерение флуоресценции с временным разрешением (TRF) очень похоже на измерение интенсивности флуоресценции (FI). Единственное отличие - это время процесса возбуждения / измерения. При измерении FI процессы возбуждения и излучения происходят одновременно: свет, излучаемый образцом, измеряется во время возбуждения. Несмотря на то, что эмиссионные системы очень эффективны при удалении возбуждающего света до того, как он достигнет детектора, количество возбуждающего света по сравнению с эмиссионным светом таково, что измерения FI всегда показывают довольно повышенные фоновые сигналы. TRF предлагает решение этой проблемы. Он основан на использовании очень специфических флуоресцентных молекул, называемых лантаноидами., которые обладают необычным свойством испускаться в течение длительных периодов времени (измеряемых в миллисекундах) после возбуждения, когда большинство стандартных флуоресцентных красителей (например, флуоресцеин) испускаются в течение нескольких наносекунд после возбуждения. В результате можно возбуждать лантаноиды с помощью импульсного источника света (например, ксеноновой импульсной лампы или импульсного лазера) и проводить измерения после импульса возбуждения. Это приводит к более низкому фону измерений, чем в стандартных анализах FI. Недостатки состоят в том, что оборудование и реагенты обычно более дороги, и что приложения должны быть совместимы с использованием этих очень специфических лантаноидных красителей. Основное применение TRF находится в приложениях для скрининга лекарственных средств в форме, называемой TR-FRET (перенос энергии флуоресценции с временным разрешением). TR- FRETанализы очень надежны (ограниченная чувствительность к нескольким типам помех) и легко миниатюризируются. Надежность, возможность автоматизации и миниатюризации - это особенности, которые очень привлекательны для скрининговых лабораторий. ^{[ необходима цитата ]}

Поляризация флуоресценции [ править ]

Измерение поляризации флуоресценции также очень близко к обнаружению FI. Разница в том, что оптическая система включает поляризационные фильтры на пути света: образцы в микропланшете возбуждаются поляризованным светом (вместо неполяризованного света в режимах FI и TRF). В зависимости от подвижности флуоресцентных молекул, находящихся в лунках, излучаемый свет будет либо поляризованным, либо нет. Например, большие молекулы (например, белки) в растворе, которые вращаются относительно медленно из-за своего размера, будут излучать поляризованный свет при возбуждении поляризованным светом. С другой стороны, быстрое вращение более мелких молекул приведет к деполяризации сигнала. Система излучения планшет-ридера использует поляризационные фильтры для анализа полярности излучаемого света.Низкий уровень поляризации указывает на то, что небольшие флуоресцентные молекулы свободно перемещаются в образце. Высокий уровень поляризации указывает на то, что флуоресцентный компонент присоединен к более крупному молекулярному комплексу. В результате одним из основных приложений обнаружения FP являются анализы молекулярного связывания, поскольку они позволяют определить, связывается ли небольшая флуоресцентная молекула (или нет) с более крупной нефлуоресцентной молекулой: связывание приводит к более низкой скорости вращения флуоресцентная молекула, и в увеличении поляризации сигнала.связывание приводит к более низкой скорости вращения флуоресцентной молекулы и к увеличению поляризации сигнала.связывание приводит к более низкой скорости вращения флуоресцентной молекулы и к увеличению поляризации сигнала.^{[ необходима цитата ]}

Рассеяние света и нефелометрия [ править ]

Рассеяние света и нефелометрия - это методы определения мутности раствора (т. Е. Нерастворимых частиц в растворе). Луч света проходит через образец, и свет рассеивается взвешенными частицами. Измеренный свет, рассеянный вперед, показывает количество нерастворимых частиц, присутствующих в растворе. Общие приложения нефелометрии / светорассеяния включают автоматизированный скрининг растворимости HTS-лекарств, долгосрочную кинетику роста микробов, флокуляцию, агрегацию и мониторинг полимеризации и осаждения, включая иммунопреципитацию. ^{[ необходима цитата ]}

Инструменты и анализы [ править ]

Многие из режимов обнаружения (поглощение, интенсивность флуоресценции, люминесценция, флуоресценция с временным разрешением и поляризация флуоресценции) доступны отдельно в специализированных считывателях планшетов, но очень часто сегодня они объединены в один прибор (многорежимный считыватель планшетов). Существуют также инструменты для измерения динамического или статического света, рассеянного образцами в микропланшете. Спектр приложений для многорежимных считывателей планшетов чрезвычайно велик. Некоторые из наиболее распространенных анализов:

ELISA
Анализы роста белков и клеток
Белок: белковые взаимодействия
Репортерные анализы
Количественный анализ нуклеиновых кислот
Молекулярные взаимодействия
Ферментная активность
Токсичность, пролиферация и жизнеспособность клеток
Количественное определение АТФ
Иммуноанализы ^[11]
Высокопроизводительный скрининг соединений и мишеней при открытии лекарств
Анализ эпитопа на основе шариков ^[12]

Хотя «считыватель планшетов» обычно относится к устройствам, описанным выше, доступно множество вариантов. Некоторые примеры других устройств, работающих с форматом микропланшетов:

Планшетные ридеры ELISPOT , используемые для подсчета цветных пятен, образующихся в ходе анализов ELISPOT.
Устройства формирования изображений с высокой пропускной способностью, которые могут измерять все лунки микропланшета одновременно
Системы высокопроизводительного скрининга (HCS), которые визуализируют каждую лунку с высоким разрешением для изучения клеточных популяций
Инструменты без этикеток, в которых используются специализированные микропланшеты для измерения событий связывания без использования химических маркеров.

Известными разработчиками планшет-ридеров являются компании BioTek , BMG Labtech , Tecan , Molecular Devices , PerkinElmer и Thermo Fisher Scientific .

Ссылки [ править ]

↑ Невес, Бруно-младший; Агнес, Джонатан Пауло; Гомеш, Марсело ду Насименту; Энрикес Донза, Марсио Роберто; Гонсалвеш, Розангела Майер; Делгобо, Марина; Рибейро де Соуза Нето, Лауро; Сенгер, Марио Роберто; Сильва-Жуниор, Флориано Паес; Феррейра, Сабрина Баптиста; Занотто-Филхо, Алфеу (01.03.2020). «Эффективная идентификация новых соединений свинца против глиомы с помощью моделей машинного обучения» . Европейский журнал медицинской химии . 189 : 111981. дои : 10.1016 / j.ejmech.2019.111981 . ISSN 0223-5234 .
^ Ашур, Мохамед-Бассем А .; Джи, Ширли Дж .; Гамак, Брюс Д. (ноябрь 1987 г.). «Использование 96-луночного микропланшета для измерения рутинной активности ферментов». Аналитическая биохимия . 166 (2): 353–360. DOI : 10.1016 / 0003-2697 (87) 90585-9 . PMID 3434778 .
^ Мосманн, Тим (декабрь 1983). «Быстрый колориметрический анализ клеточного роста и выживаемости: применение для анализа пролиферации и цитотоксичности». Журнал иммунологических методов . 65 (1–2): 55–63. DOI : 10.1016 / 0022-1759 (83) 90303-4 . PMID 6606682 .
^ Sims, GK; Ellsworth, TR; Малвани, Р.Л. (11 ноября 2008 г.). «Микромасштабное определение неорганического азота в водных и почвенных вытяжках». Коммуникации в области почвоведения и анализа растений . 26 (1-2): 303-316. DOI : 10.1080 / 00103629509369298 .
^ Greenan, NS; Mulvaney, RL; Симс, ГК (11 ноября 2008 г.). «Микромасштабный метод колориметрического определения мочевины в почвенных экстрактах» . Коммуникации в области почвоведения и анализа растений . 26 (15–16): 2519–2529. DOI : 10.1080 / 00103629509369465 .
^ Тор, Джейсон М .; Сюй, Кайфэнь; Штуки, Джозеф М .; Wander, Мишель М .; Симс, Джеральд К. (август 2000 г.). «Разложение трифлуралина в условиях микробиологически индуцированного восстановления нитрата и Fe (III)». Наука об окружающей среде и технологии . 34 (15): 3148–3152. Bibcode : 2000EnST ... 34.3148T . DOI : 10.1021 / es9912473 .
^ Д'Анджело, Элиза; Crutchfield, J .; Вандивьер, М. (ноябрь 2001 г.). «Быстрое, чувствительное, микроскопическое определение фосфатов в воде и почве». Журнал качества окружающей среды . 30 (6): 2206–2209. DOI : 10,2134 / jeq2001.2206 . PMID 11790034 .
^ Рейн, ED; Mulvaney, RL; Пратт, EJ; Симс, ГК (1998). «Улучшение реакции Бертло для определения аммония в почвенных экстрактах и воде». Журнал Американского общества почвоведов . 62 (2): 473. Bibcode : 1998SSASJ..62..473R . DOI : 10,2136 / sssaj1998.03615995006200020026x .
^ Лин, Кедан; Саде, Вольфганг; Марк Куиллан, Дж. (Февраль 1999 г.). «Быстрые измерения внутриклеточного кальция с использованием считывателя флуоресцентных планшетов» . Биотехнологии . 26 (2): 318–326. DOI : 10.2144 / 99262rr02 . ISSN 0736-6205 .
^ Лин, Кедан; Саде, Вольфганг; Марк Куиллан, Дж. (1 февраля 1999 г.). «Быстрые измерения внутриклеточного кальция с использованием считывателя флуоресцентных планшетов» . Биотехнологии . 26 (2): 318–326. DOI : 10.2144 / 99262rr02 . ISSN 0736-6205 .
^ Ашур, Мохамед-Бассем А .; Джи, Ширли Дж .; Гамак, Брюс Д. (1987-11-01). «Использование 96-луночного микропланшета для измерения рутинной активности ферментов» . Аналитическая биохимия . 166 (2): 353–360. DOI : 10.1016 / 0003-2697 (87) 90585-9 . ISSN 0003-2697 .
^ Супрун, Мария; Геттс, Роберт; Рагхунатан, Рохит; Гришина, Галина; Витмер, Марк; Хименес, Густаво; Сэмпсон, Хью А .; Суарес-Фариньяс, Майте (5 декабря 2019 г.). «Новый анализ эпитопа на основе шариков - чувствительный и надежный инструмент для профилирования репертуара эпитоп-специфических антител при пищевой аллергии» . Научные отчеты . 9 (1): 18425. Bibcode : 2019NatSR ... 918425S . DOI : 10.1038 / s41598-019-54868-7 . PMC 6895130 . PMID 31804555 .

[1] Невес, Бруно-младший; Агнес, Джонатан Пауло; Гомеш, Марсело ду Насименту; Энрикес Донза, Марсио Роберто; Гонсалвеш, Розангела Майер; Делгобо, Марина; Рибейро де Соуза Нето, Лауро; Сенгер, Марио Роберто; Сильва-Жуниор, Флориано Паес; Феррейра, Сабрина Баптиста; Занотто-Филхо, Алфеу (01.03.2020). «Эффективная идентификация новых соединений свинца против глиомы с помощью моделей машинного обучения» . Европейский журнал медицинской химии . 189 : 111981. дои : 10.1016 / j.ejmech.2019.111981 . ISSN 0223-5234 .

[Mohamed-Bassem-2] Ашур, Мохамед-Бассем А .; Джи, Ширли Дж .; Гамак, Брюс Д. (ноябрь 1987 г.). «Использование 96-луночного микропланшета для измерения рутинной активности ферментов». Аналитическая биохимия . 166 (2): 353–360. DOI : 10.1016 / 0003-2697 (87) 90585-9 . PMID 3434778 .

[pmid6606682-3] Мосманн, Тим (декабрь 1983). «Быстрый колориметрический анализ клеточного роста и выживаемости: применение для анализа пролиферации и цитотоксичности». Журнал иммунологических методов . 65 (1–2): 55–63. DOI : 10.1016 / 0022-1759 (83) 90303-4 . PMID 6606682 .

[4] Sims, GK; Ellsworth, TR; Малвани, Р.Л. (11 ноября 2008 г.). «Микромасштабное определение неорганического азота в водных и почвенных вытяжках». Коммуникации в области почвоведения и анализа растений . 26 (1-2): 303-316. DOI : 10.1080 / 00103629509369298 .

[5] Greenan, NS; Mulvaney, RL; Симс, ГК (11 ноября 2008 г.). «Микромасштабный метод колориметрического определения мочевины в почвенных экстрактах» . Коммуникации в области почвоведения и анализа растений . 26 (15–16): 2519–2529. DOI : 10.1080 / 00103629509369465 .

[6] Тор, Джейсон М .; Сюй, Кайфэнь; Штуки, Джозеф М .; Wander, Мишель М .; Симс, Джеральд К. (август 2000 г.). «Разложение трифлуралина в условиях микробиологически индуцированного восстановления нитрата и Fe (III)». Наука об окружающей среде и технологии . 34 (15): 3148–3152. Bibcode : 2000EnST ... 34.3148T . DOI : 10.1021 / es9912473 .

[7] Д'Анджело, Элиза; Crutchfield, J .; Вандивьер, М. (ноябрь 2001 г.). «Быстрое, чувствительное, микроскопическое определение фосфатов в воде и почве». Журнал качества окружающей среды . 30 (6): 2206–2209. DOI : 10,2134 / jeq2001.2206 . PMID 11790034 .

[8] Рейн, ED; Mulvaney, RL; Пратт, EJ; Симс, ГК (1998). «Улучшение реакции Бертло для определения аммония в почвенных экстрактах и воде». Журнал Американского общества почвоведов . 62 (2): 473. Bibcode : 1998SSASJ..62..473R . DOI : 10,2136 / sssaj1998.03615995006200020026x .

[9] Лин, Кедан; Саде, Вольфганг; Марк Куиллан, Дж. (Февраль 1999 г.). «Быстрые измерения внутриклеточного кальция с использованием считывателя флуоресцентных планшетов» . Биотехнологии . 26 (2): 318–326. DOI : 10.2144 / 99262rr02 . ISSN 0736-6205 .

[10] Лин, Кедан; Саде, Вольфганг; Марк Куиллан, Дж. (1 февраля 1999 г.). «Быстрые измерения внутриклеточного кальция с использованием считывателя флуоресцентных планшетов» . Биотехнологии . 26 (2): 318–326. DOI : 10.2144 / 99262rr02 . ISSN 0736-6205 .

[11] Ашур, Мохамед-Бассем А .; Джи, Ширли Дж .; Гамак, Брюс Д. (1987-11-01). «Использование 96-луночного микропланшета для измерения рутинной активности ферментов» . Аналитическая биохимия . 166 (2): 353–360. DOI : 10.1016 / 0003-2697 (87) 90585-9 . ISSN 0003-2697 .

[12] Супрун, Мария; Геттс, Роберт; Рагхунатан, Рохит; Гришина, Галина; Витмер, Марк; Хименес, Густаво; Сэмпсон, Хью А .; Суарес-Фариньяс, Майте (5 декабря 2019 г.). «Новый анализ эпитопа на основе шариков - чувствительный и надежный инструмент для профилирования репертуара эпитоп-специфических антител при пищевой аллергии» . Научные отчеты . 9 (1): 18425. Bibcode : 2019NatSR ... 918425S . DOI : 10.1038 / s41598-019-54868-7 . PMC 6895130 . PMID 31804555 .

[1]