酶标仪其基本功能不外乎一个比色测定,所不同的是在测定波长范围、吸光度范围、光学系统、检测速度、震板功能、温度控制、定性和定量测定软件功能等方面的差异,当然全自动酶免疫分析系统还具有自动洗板、温育、加样等功能。在临床实验室实际工作中,实验人员在使用酶标仪进行测定操作时,有时难免会对酶标仪的一些性能指标产生迷惑,甚至对酶标仪的应用产生错误的理解。
一、测定波长
目前国内常见的ELISA试剂盒所使用的标记用酶均为辣根过氧化物酶(HRP),底物通常为四甲基联苯胺(TMB)和邻苯二胺(OPD),其在过氧化氢溶液的存在下,经HRP作用,分别氧化为2,2,-二氨基偶氮苯(DAB)和联苯醌。当pH值为5.0左右时,DAB在450nm波长处有最大吸收,当pH值降为L0时,最大吸收波长移至492nm,同时摩尔消光系数变大,显色加深,因而常用强酸如硫酸或盐酸终止反应。TMB的氧化产物联苯醌在波长450nm处有最大消光系数,如果HRP量少,H:O:和TMB过量时,则形成蓝色的阳离子根。降低pH,即可使蓝色的阳离子根转变为黄色的联苯醌,使用硫酸作为终止剂可使产物稳定90min。因此,450nm和492nm两个波长是目前ELISA测定经常用的。酶标仪有单波长和双波长检测功能有时使用者不知在什么情况下使用单或双波长检测。所谓的“单波长”就是使用一种对显色具最大吸收的波长即450nm或492nm进行比色测定;而“双波长”则除了用对显色具最大吸收的波长即450nm或492nm进行比色测定外,同时用对特异显色不敏感的波长如630nm进行测定,酶标仪最后打印出来的吸光度则为二者之差。630nm波长下得到的吸光度是非特异的,来自于板子上诸如指纹、灰尘、脏物等所致的吸收。因此,在ELISA比色测定中,建议使用双波长,且不必设空白孔。
二、测定的吸光度范围
酶标仪的吸光度测定范围在。0-2.5之间即可以满足ELISA的测定要求。早期的酶标仪可测定的吸光度一般在0-2.5之间,但现在基本上都做了拓宽,可达到3.5以上,并且能保持很好的精密度与线性。
三、光学系统
酶标仪的光学系统采用的是垂直光路多通道(通常为8或12通道,亦有单通道)检测,一般为硅光管或光导纤维,除测定通道外,有的酶标仪还有一个参比通道,每次测定可进行自我校准。酶标仪的光学系统功能如何,均可通过酶标仪测定的吸光度范围、线性度、精密度和准确度等体现出来。光学系统好的话,则上述指标也应较佳。测定的精密度与测定通道之间的均一性有直接关系。单通道可避免因通道不同所致的差异。
四、检测速度
酶标仪的检测速度是指其完成比色测定所需要的时间。检测速度快,有利于提高检测的精密度,即避免由于测定过程中,因测定时间不同所致的各微孔间吸光度间的差异。
五、震板功能
酶标仪的震板功能是指酶标仪在对ELISA板孔进行比色测定前对其进行振荡混匀,使板孔内颜色均一。目前市场上常见的酶标仪均有震板功能,所不同的是震板方式,有的可按上下、左右或旋转等方式及振荡幅度等任意调节。使用有震板功能的酶标仪,在进行ELISA测定显色反应完成加入终止剂后,可不必振荡混匀,直接放人酶标仪上测定即可。
六、温育功能
温育功能是指酶标仪本身能按要求自动精确地控制仪器内部的温度,使得ELISA测定中微孔板条的温育过程可在仪器内部完成,而无需再外配温箱。目前,只有少部分酶标仪具有此种功能。
七、软件功能
软件功能是指酶标仪所具有的对ELISA定性和定量测定及其他测定方式如酶标动力学、紫外和凝集等数据的统计分析并报告结果的功能。软件功能是中高档酶标仪的一个非常重要的功能。如果硬件方面区别不大,则软件就成为判定酶标仪优劣的惟一指标。对于用户来说,好的软件功能,对实际工作会有较大的帮助。ELISA定性测定,酶标仪如具有阳性判断值(cut-off)及其测定“灰区”(即指测定吸光度处于cut-off周围的一定区域,此区域内结果应为“可疑”)的统计计算功能,不但方便了实验室工作人员,而且在某些特定的情况下,有很高的实用价值。有研究表明,四参数方程能较好地反映免疫测定的剂量反应曲线,较为适合于定量酶免疫测定的曲线拟合。因此,如目的是定量测定,则在酶标仪的软件功能中,建议要有这种曲线回归方程计算分析功能。其他诸如连点、直线等回归计算,则可根据酶标仪的应用目的而定,如兼用于微量生化测定,则此类回归计算就很有必要。
八、语言界面
通常进口的中高档酶标仪人机对话多采用英文。这对于某些基层实验室可能会存在语言方面的困难,从而难以最大限度地发挥酶标仪的作用。为解决这方面的问题,已有一些酶标仪采用了中文界面。这样就大大方便了广大基层实验室技术人员的使用。
综上所述,尽管酶标仪的发展极为快速,种类繁多,功能也不断加强,但其最根本的功用是不变的,即比色测定。大凡比色测定,其基本要求就是在一定吸光度范围内要有好的测定准确性、线性和精密性。同样的吸光度范围,测定的准确性、线性和精密性越好则酶标仪亦越佳。
酶标仪(MicroplateReader)是对酶联免疫检测(EIA)实验结果进行读取和分析的专业仪器。酶联免疫反应通过偶联在抗原或抗体上的酶催化显色底物进行的,反应结果以颜色显示,通过显色的深浅即吸光度值的大小就可以判断标本中待测抗体或抗原的浓度。
酶标仪广泛地应用在临床检验、生物学研究、农业科学、食品和环境科学中,特别在近几年中,由于大量的酶联免疫检测试剂盒的应用,使得酶标仪在生殖保健领域中应用越来越广泛,同时促进了生殖健康技术水平提高。
目前国内许多计生站系统开展了酶免检测项目,如:乙肝五项、艾滋病检测、优生优育系列检测、激素检测等。过去多数采用目测方法,报出的结果缺乏科学的依据。例如:某弓形虫检测试剂盒中,临界值规定为:阴性对照品的OD值×2.5,通过目测无法判断标本孔的反应颜色是否超过临界值。肉眼进行两孔之间的颜色比较可能还行,但比较一孔的颜色是否超过另一孔颜色的2.5倍就不可能。
国内多家权威机构,如卫生部临床检验中心和计划生育系统等多次强调酶标仪的重要性,并要求酶联免疫检测试剂应使用酶标仪判读,酶免试剂的质控也应使用酶标仪,并提供酶标仪测定的原始数据,而各厂家的试剂盒说明书没有是让用目测的。同时酶免检测的项目往往是一些实质性的感染和病变(如:肝炎、艾滋病、优生优育等),判读更要求严谨,由误诊引起的纠纷很难处理。另外,住院手术病人术前的丙肝、艾滋等EIA试剂检测是避免因输血引起感染引发的医疗事故纠纷的必要手段,正逐渐被许多单位所采用。
酶标仪在临床实验方面应用广泛,用于鉴别乙肝两对半,HIV,鉴定DNA等许多方面,可以说它是临床及医学实验不可或缺的基础设备。
故障一:测量的结果重现性不好,即使用空板测量误差也在允许的范围之外。
故障分析:检查试剂发现没有问题,检查判定公式也没有问题,检查光路也没有污染。几经周折终于发现卡微板的卡簧在伸缩后没有卡到位,造成微板在测量时在机内晃动影响测量结果不准。
故障二:测量结果OD值偏低。
故障分析:排除完灯的能量值偏低后,检查发现滤光片上有灰尘,用蒸馏水和擦镜纸擦洗干净晾干后故障排除。
测试方法:酶标仪的仪器指标在蕞佳状态,就仪器的精度测试和仪器的线性度介绍几种测试方法。
精度测试:该过程可被用于检测不同微板之间的测量精度。
使用新制备的在0.1% TWEEN20中的橘黄色甲基填充微孔,在每个微孔中使用不同稀释度的溶剂以便获得一个光密度范围,首先确保每孔注入200mL液体,使用492nm虑光片测量至少3次,对每一微孔进行下列计算:
(1)平均OD值;(2)蕞高和蕞低值;(3)平均值。蕞高和蕞低值之间的差值和百分比。读数范围在0.000到2.000Abs。同一孔平均值,蕞高值和蕞低值之间的差值应该在+/一1.0%和+/一0.010OD范围内。
读数范围在2.000到3.000Abs同一孔平均值,蕞高和蕞低值之间的差值应在+/一1.0% 和+/一0.005OD值范围内。读数范围在3.000Abs以上时准确度不符合要求。
酶标仪仪器线性度:仪器的线性度可使用一种溶剂的稀释系列得到。如可在492 nIn处测量在0.1%TWEEN20中的橘黄色甲基的稀释系列。
具体方法如下:在参考光密度计上测量被稀释的溶剂,画出OD值对已知浓度的点图,并画出通过这些点的蕞好的直线。将从系列稀释中测得的吸光度值与该图比较从而计算出各稀释度的浓度。微板中每种稀释度加入250t,-L,对每种稀释至少使用两个样本,以便降低因加样引起的误差。 测量微板使用精确测量模式,利用测量得到的平均OD值和每个样本的已知浓度画一条OD浓度的曲线,从系列稀释中测得的吸光值与该曲线比较从而计算出各稀释度的浓度。
对光度记和本仪器,比较计算的浓度,不准确度不应大于以下,使用标准滤光片492nm时吸光度在0.000~2.000Abs+/一1%、2.000~3.000Abs+/一1.5%。使用梯度滤光片492nm时,吸光度在0.000~2.500Abs+/一2%。
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