科學(xué)研究的發(fā)展總是離不開(kāi)技術(shù)的創(chuàng)新。顯微鏡的發(fā)明，切片技術(shù)和染色技術(shù)的建立，讓人類(lèi)從宏觀(guān)世界邁進(jìn)了認(rèn)識(shí)人體自身的微觀(guān)世界。免疫化學(xué)、原位雜交、核酸擴(kuò)增等技術(shù)的創(chuàng)建讓人類(lèi)能夠更進(jìn)一步地了解組織細(xì)胞中蛋白質(zhì)和核酸水平的變化情況，極大地提高了人類(lèi)對(duì)正常組織、細(xì)胞和疾病發(fā)生發(fā)展規(guī)律的認(rèn)識(shí)。
數(shù)字影像技術(shù)的發(fā)展，使Westernblot成為蛋白質(zhì)研究中最常用的一個(gè)手段，因此具有更高靈敏度和數(shù)據(jù)分析功能的化學(xué)發(fā)光成像系統(tǒng)也逐漸取代傳統(tǒng)的膠片法，成為每個(gè)涉及生命科學(xué)研究的實(shí)驗(yàn)室必備的儀器。如何選購(gòu)化學(xué)發(fā)光成像系統(tǒng)成為眾多用戶(hù)所困擾的一個(gè)問(wèn)題。本文將圍繞這個(gè)問(wèn)題對(duì)化學(xué)發(fā)光成像系統(tǒng)展開(kāi)詳細(xì)介紹，希望對(duì)化學(xué)發(fā)光用戶(hù)有所幫助。
一、化學(xué)發(fā)光成像的基本原理
化學(xué)發(fā)光（Chemiluminescense）是A、B兩種物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成C物質(zhì)，反應(yīng)釋放的能量被C物質(zhì)的分子吸收并躍遷至激發(fā)態(tài)C*，處于激發(fā)的C*在回到基態(tài)的過(guò)程中產(chǎn)生光輻射。因化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中伴隨光輻射現(xiàn)象，故稱(chēng)為化學(xué)發(fā)光。在生物學(xué)領(lǐng)域常被用來(lái)檢測(cè)蛋白質(zhì)與DNA，反應(yīng)過(guò)程中不需要紫外光等激發(fā)光源，是依靠HRP或AP等特定的酶與底物結(jié)合而推進(jìn)反應(yīng)的發(fā)生。通常產(chǎn)生的光輻射非常微弱，光信號(hào)不易采集。
圖1. Western Blot反應(yīng)過(guò)程 ? ?
二、特點(diǎn)
與傳統(tǒng)膠片法的比較，化學(xué)發(fā)光法具有：
1.???????? 靈敏度高，數(shù)據(jù)結(jié)果可用于定量分析；
2.???????? 不需要暗房、壓片；
3.???????? 自動(dòng)完成曝光，關(guān)鍵條帶不會(huì)因?yàn)槠毓獠蛔慊蛘咂毓膺^(guò)度而丟失；
4.???????? 無(wú)需耗材；
5.???????? 圖片結(jié)果為電子文檔，方便數(shù)據(jù)分析、存檔和長(zhǎng)期保存；
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圖2．傳統(tǒng)膠片法與化學(xué)發(fā)光不同曝光時(shí)間的比較
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三、技術(shù)參數(shù)要求
成像系統(tǒng)一般以CCD相機(jī)、暗室和軟件為主要組成部分。CCD是電荷耦合器件（Charge Coupled Device）的英文名稱(chēng)縮寫(xiě)，是一種光電轉(zhuǎn)換器件，是成像系統(tǒng)的核心部件。化學(xué)發(fā)光產(chǎn)生的光信號(hào)非常微弱，所以對(duì)化學(xué)發(fā)光成像系統(tǒng)的CCD性能要求比較高。衡量CCD好壞的指標(biāo)，有分辨率，CCD尺寸，動(dòng)態(tài)范圍，靈敏度，量子效率，信噪比等，其中像素?cái)?shù)以及CCD尺寸是重要的指標(biāo)。CCD感光器件的面積越大，即CCD面積越大，捕獲的光子越多，感光性能越好，信噪比越低。但是高像素不一定是好的CCD，其原因就是像素大小（Pixel Size），相同數(shù)目的像素，排列越密集，像素之間就越容易出現(xiàn)電流干擾，容易出現(xiàn)"噪點(diǎn)"等干擾成像質(zhì)量的現(xiàn)象出現(xiàn)。事實(shí)證明，像素大小在7~10um2最為合適。
化學(xué)發(fā)光還需要進(jìn)行一段反應(yīng)時(shí)間的積累才能獲得最佳曝光結(jié)果。而在曝光超過(guò)5-10秒時(shí)，CCD芯片就會(huì)發(fā)熱，如果沒(méi)有致冷設(shè)備的芯片，“熱”或者白的像素點(diǎn)就會(huì)遮蓋圖像，圖像到處可見(jiàn)雪花。CCD結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、數(shù)字化的方法等都會(huì)影響噪音的產(chǎn)生。當(dāng)然通過(guò)改善結(jié)構(gòu)、優(yōu)化方法，同樣能減少噪音的產(chǎn)生。例如，VILBER公司推出的SenSo View技術(shù)就是一種在成像前消除背景噪音的技術(shù)。
表1． 技術(shù)參數(shù)要求一覽表
四、應(yīng)用舉例
化學(xué)發(fā)光成像系統(tǒng)可用于ECL、ECL PLUS、Southern、CDP Star、CSPD、Northern和Western雜交的化學(xué)發(fā)光等各種化學(xué)發(fā)光曝光后的樣品檢測(cè)。也可用于用熒光素酶(luciferase)基因標(biāo)記細(xì)胞或DNA的生物發(fā)光檢測(cè)。如果配備紫外、紅、綠、藍(lán)等激發(fā)光源，還可以進(jìn)行多色熒光，實(shí)現(xiàn)同時(shí)檢測(cè)兩種以上的目標(biāo)蛋白。
表2．應(yīng)用一覽表
