2023年11月22日 星期三

使用z-position減少螢光雜訊

 

Q:測螢光,但雜訊太高怎麼辦?

A: Spark在做上方讀取螢光時,可自動執行Z-position針對特定的well找

到最佳螢光訊號或訊雜比(signal/noise ratio)之位置,並以圖表顯示掃描結

果。最佳讀取位置可應用在每次螢光讀取上,亦可作手動1μm調整自行決定

讀取位置。

 

z-position:測量頭(fiber)與微量盤表面的間距。在Tecan的Spark,是以μm為

調整單位。它的z-position不僅可作上方(top),還能作下方(bottom)

自動偵測哦!

如何執行z-position?

1.選一個well(A1)加染劑(Signal來源),另一個well(A2)加緩衝液(Blank來源),按SCAN(下圖紅框),開

始作z-position




2. SCAN完會自動顯示下面紅框內數據:


Well 1 (Signal):染劑的螢光強度最佳之位置

Well 2 (Blank):緩衝液的螢光強度最佳之位置

Max S/B ratio:軟體自行計算Signal除以Blnak,顯示Max S/B ratio的位置。


Manual: default值是20000 μm (指探測頭到微量盤表面的距離為2cm)。依客戶手動調整(下面紅色

箭頭指的那隻手),作左右拉黃線,確定要讀取的位置後再按

 

Apply,之後的量測都會以manual的值作為z-position



Katy Yang





2023年11月9日 星期四

二向鏡Dichroic Mirror簡介

 在Tecan的Infinite 200 pro機型Fnano plus與F plex, 標配下面兩種濾鏡,來有效提高訊雜比,尤其是二向鏡有效減少Fluorescein與HTRF的訊號干擾。

(1) 50% Mirror(50%弱化濾鏡):讓發散光的光通量少一半的光學濾鏡

(2) 510 Dichroic(510二向鏡):可讓染劑激發光反射給樣品,同時讓發散光通過給EM濾鏡之光學濾鏡(圖一)


圖一: 機型Fnano plus與F plex的光學原理
其中Beamsplitter是二向鏡或弱化濾鏡
圖二: 機型Fnano plus與F plex的
標配濾鏡應用範圍

   執行操作軟體時,若Mirror選擇Automatic時,機器會依據「激發光(簡稱EX)」與「發散光(簡稱EM)」之設定波長,自動選擇510二向鏡或50%弱化濾鏡。若兩個EX與EM波長都在510二向鏡應用範圍(圖二),則儀器會自動使用510二向鏡,若其一種波長沒在此範圍,則改使用50%弱化濾鏡。
  經二向鏡篩選後的EX和EM的訊號會比弱化濾鏡來的好,因此訊雜比也會來得較少。螢光偵測儀必須由燈泡給螢光樣品一個激發光,二向鏡能有效篩選掉偵測發散光時激發光所產生的雜訊。
  若樣品使用螢光染劑Fluorescein,因為它的EX光譜與EM光譜有重疊部分(圖三),當執行螢光量測時,EM訊號產生時,重疊的部分會再次去被染劑吸收,造成訊號干擾

圖三(左):
螢光染劑Fluorescein的EX光譜與EM光譜

圖四: 螢光染劑Fluorescein的EX與EM最高峰
與建議應用濾鏡

用510二向鏡優點(使用圖四濾鏡說明):
使用EX濾鏡:485nm(20nm)
當光源通過EX濾鏡:485nm(20nm),即475-495nm的光通過-->通過510二向鏡,反射475-490nm的光(排除大於490nm的迷光)通過樣品
使用EM濾鏡:535nm(25nm)
樣品放出訊號(下圖約450-690nm)-->通過510二向鏡,讓515-690nm的光通過(排除小於510nm的迷光)-->通過EM濾鏡:535nm(25nm),即522.5-547.5nm的光通過-->進入detector


Katy Yang

2023年10月25日 星期三

Infinite® 200 PRO – luminescence sensitivity冷光靈敏度優化

 引言

微量盤分析儀在特定測量模式下的敏感度或偵測極限(DL),取決於多種不同因素。日常儀器操作和儀器設置對敏感度確定的結果具有決定性的影響。對於冷光應用,以下為關鍵準則:

 

1.        在執行第一次測量之前,應至少提前20分鐘打開微量盤分析儀。這是必要的,因為Infinite 200 PRO系列的高靈敏度光子計數管(Photon Counting Tube, PCT)需要在其規範內平衡才能正常工作。

2.        在執行需要超過5分鐘的測量(如冷光動力學或長積分時間的讀數)時,需打開儀器的溫度控制。由於大多數螢光素酶的活性與溫度有高度依賴性,因此該步驟非常重要。

3.        由於儀器在操作過程中會升溫,這會隨時間對微量盤上的冷光訊號的一致性造成影響。維持設定溫度(RT+4°C)可使儀器穩定,以避免漂移的冷光訊號。

4.        對於每種冷光應用,使用者應最佳化積分時間(即訊號收集持續時間)。作為經驗法則,flash luminescence-based的應用需要1至20秒的積分時間,而glow luminescence-based的應用需要100毫秒至1秒的積分時間。

5.        對於尚未建立的冷光應用,應使用“Automatic Attenuation”功能。此功能將增強Infinite 200 PRO的動態範圍,而不會損失靈敏度,並避免在輸出中出現不必要的“OVER”值。

6.        在大多數情況下,150毫秒的穩定時間足以避免孔內液體的不必要攪動,這可能會對讀數的精度產生負面影響。

7.        除了優化儀器設置外,某些參數設定對於測量的成功也很重要。使用適合盤型、微量盤型式和填充體積是最大化讀數性能的必要條件。

8.        對於所有冷光測量,使用白色微量盤以增強發光信號是非常重要的。然而,白色微量盤也可能是誤差的來源,因為它們在實驗室一般可見光下會“裝滿”光子。儀器會檢測到這種自磷光,導致背景信號的一致性不佳。在昏暗的光線下工作,並在開始測量前在儀器內將微量盤靜置最多10分鐘,將最小化這種偽現象,降低空白孔的標準偏差,提高檢測限(見方程1和2)。

9.        需要進行科學正確的數據處理以獲得穩健的結果。通過使用Grubbs'異常值檢驗(1)來刪除由於移液和/或板錯誤而導致的不需要的異常值,這對於包含測定空白的那些孔尤其重要。

10.     本技術說明描述了用於確定基於濾鏡式微量盤分析儀Infinite F200 PRO和基於Infinite M200 PRO Quad4 Monochromators™全波長式微量盤分析儀的最大儀器敏感度的優化測試設置、儀器設置和統計方程式,用於閃光和持續發光測量。

 

GLOW LUMINESCENCE

材料與方法

儀器

Infinite M200 PRO Quad4 Monochromators™ 全波長式多功能分析儀

Infinite F200 PRO 濾鏡式多功能分析儀

 

微量盤

384孔,白色聚苯乙烯(Greiner®, 德國)

 

試劑

144-041 ATP檢測試劑盒SL(BioThema, 瑞典)

ATP-Free Water

 

移液程序:

根據Table 1中的微量盤配置,每個孔以25 ul體積填充,並加滿整個384孔盤。取5 ul的ATP配製溶液(1 nM,10 nM,100 nM,1 uM ,10 uM)或空白(水)移液到對應的孔中,並於每個孔加入20 ul的反應混合液。為了去除氣泡,可以500-2000 rpm速度快速Spun down,(Heraeus Labofuge 400e)。實驗過程為避光。

測量參數和儀器設置

使用Table 2中的儀器設置,對該盤進行了三次冷光測量。由於Infinite F200 PRO和Infinite M200 PRO的冷光模組相同,因此在儀器設置的最佳化方面沒有差異。

在三次測量中執行第一次測量之前,將微量盤在儀器內靜置5分鐘,以減少來自白色盤的冷光背景干擾(微量盤自磷光)。


格魯布斯檢驗:

進行了格魯布斯異常值檢驗,以移除空白孔(裝有水的孔)中的明顯異常值。格魯布斯檢驗(又稱最大歸一化殘差檢驗)是一種統計檢驗,用於檢測假設來自常態分佈母體的單變數數據集中的異常值(2)。該檢驗使用GraphPad的線上計算器進行,顯著性水準設為0.05(3)。

 

偵測極限(DL):

在移除空白異常值後,使用20 nM ATP樣本的訊號計算了偵測極限。

格魯布斯檢驗和偵測極限的計算是針對每個單獨的測量進行的。計算三個偵測極限的平均值並用於確定儀器的靈敏度。由此產生的絕對靈敏度以pM為單位轉換為每孔的相對靈敏度(amol/well)。


備註:本備註中呈現的數據代表了典型的性能值,而不是儀器規格。

 

FLASH LUMINESCENCE

材料與方法

儀器

Infinite M200 PRO Quad4 Monochromators™ 全波長式多功能分析儀

Infinite F200 PRO 濾鏡式多功能分析儀

 

微量盤

384孔,小體積,白色聚苯乙烯(Greiner®, 德國)

試劑

ENLITEN® ATP 測定系統(Promega)

ATP-Free Water

移液程序:

根據Table 4中的微量盤配置,以每孔55 ul體積,並加滿整個384孔白色盤。將5 ul 的ATP配製溶液(1 nM,10 nM,100 nM)或空白(水)的移液到相應的孔中,然後使用Infinite 200 PRO 的 注入系統(Injector system),向每孔中加入50 ul的ENLITEN反應試劑。

備註:在開始注給ENLITEN反應試劑之前,應使用ATP-Free Water清洗注入系統(≥ 20次活塞推動)。



測量參數和儀器設置

使用Table 5中的儀器設置,對該盤進行了三次冷光測量。由於Infinite F200 PRO和Infinite M200 PRO的冷光模組相同,因此在儀器設置的優化方面沒有差異。在開始測量之前,將微量盤在儀器內靜置5分鐘,以減少來自白色盤的冷光背景值(微量盤自磷光)。

數據處理

依照glow luminescence 實驗使用的方法,對每個單獨測量進行格魯布斯檢驗和偵測極限的計算。計算了三個偵測極限的平均值,用於確定儀器的靈敏度。由此產生的絕對敏感度以fM為單位轉換為每孔的相對靈敏度(amol/well)。



備註:本備註中呈現的數據代表了典型的性能值,而不是儀器規格。

 

結論

結果清楚展示了Infinite 200 PRO系列在glow luminescence和flash luminescence方面的卓越性能。按照上述的靈敏度測試和儀器設置,可以幫助提高檢測極限,最大化儀器的靈敏度。

本文討論的原則適用於所有基於冷光的應用;然而,系統最終的最佳設置將根據分析方式和用戶的需求而有所不同。

文獻

[1] Frank E. Grubbs. (1969). Procedures for Detecting Outlying Observations in Samples. Technometrics Vol. 11 (1), 1-21.

[2] http://en.wikipedia.org/wiki/Grubbs%27_test_for_outliers

[3] http://www.graphpad.com/quickcalcs/Grubbs1.cfm


Henry Wei











BRET (Bioluminescence Resonance Energy Transfer)

 A FRET modification using the donor fluorophore as the light source



TECHNOLOGY

  BRET是FRET的一種修改,主要區別在於供能螢光素酶(供體)被火蟲素酶(luciferase)所取代。BRET的一個主要應用是用於相互作用研究。其優點是無需激發光,因此背景信號要低得多。BRET本身是一種技術,因此無法商業化。然而,各種公司提供了專有的此技術的試劑組分,例如BRET1/3/e是一種未經許可的技術,而BRET2是PerkinElmer的一項經許可的產品。

 

  BRET1和BRET2之間的區別在於供體和受體蛋白/螢光素酶的選擇(見圖1)。這導致了激發光和發射光波長的變化。

 

  一個新的改進版本的BRET,稱為NanoBRET™,結合了極亮的NanoLuc® luciferase和一種用於標記細胞內蛋白質的長波長螢光素酶(HaloTag),提供了更好的動態範圍和靈敏度。



 

Dual-Luciferase® Reporter Assay (DLR™)

 Luminescence-based normalizable gene activator assay




ASSAY OVERVIEW

Technology

Luminescence (flash)

目的、提供者、主要應用

  Promega的DLR測試使用基於發光的輸出來測量基因的活化/表達。

  基因激活劑測試的一個特殊挑戰是結果的定量。DLR測試通過使用兩種螢光素酶來規範化輸出來解決這個問題。其中一種螢光素酶測量感興趣基因的表達,而第二種螢光素酶測量基因家畜基因的表達,這用於規範化信號。Promega有兩系列螢火蟲和Renilla螢光素酶载体 - pGL4和pRL – 專為與DLR測定系统一起使用而設計。

機制

細胞需要轉染兩種螢光素酶報告基因(圖1)。首先通過添加Luciferase Assay Reagent II(LAR II)來測量螢火蟲螢光素報告基因,以生成“發光型”螢光信號。在量化了螢火蟲螢光後,通過向試管中加入Stop & Glo® Reagent來撲滅反應,同時啟動Renilla螢光素酶的反應。Stop & Glo® Reagent從Renilla螢光素酶產生“發光型”信號,這個信號會在測量過程中緩慢衰減。

 


Bio Thema ATP detection kit

 ATP detection kit based on luminescence

ASSAY OVERVIEW

Technology

Luminescence (Glow)

原理,供應商

  ATP(腺苷三磷酸)是一種用於短時間能量存儲的分子,幾乎在生物體的任何反應中都需要。Biothema的ATP檢測試劑盒可以測量和定量ATP的水平,並將其與酶或細胞的活性相關聯。

格式

  該試劑盒包括一種螢光素酶、底物和一個ATP標準,以量化樣本的信號。

機制

將螢光素酶和底物添加到樣本中。如果存在ATP,螢光素酶會將底物轉化,並釋放光(圖1)。如果沒有ATP存在,則不會釋放光。樣本中ATP的含量越多,信號越強。最後,通過將其與標準ATP曲線進行比較來量化信號。

Major applications

Major applications include ATP detection,

cell proliferation, cytotoxicity, enzymatic monitoring.




SIMPLIFY CELL LINE DEVELOPMENT 簡化細胞株開發流程

  Uno Single Cell Dispenser™ and Spark® Cyto multimode imaging reader to accelerate cell line development.   引言:   單細胞株是單株細胞系開發中的關鍵步驟,...