潘洪超 唐丹陽

汕頭大學(xué)醫(yī)學(xué)院 廣東汕頭 515041

FluorChem Q凝膠成像分析系統(tǒng)在科研實(shí)驗(yàn)及教學(xué)中的應(yīng)用

潘洪超 唐丹陽

汕頭大學(xué)醫(yī)學(xué)院 廣東汕頭 515041

凝膠成像分析在生物及醫(yī)藥研究中已成為越來越重要的研究手段，對先進(jìn)的FluorChem Q凝膠成像分析系統(tǒng)應(yīng)用進(jìn)行了初步闡述，該儀器運(yùn)用到教學(xué)實(shí)踐當(dāng)中，使科研工作者對凝膠成像儀有進(jìn)一步的了解，同時使得學(xué)生初步了解該儀器，提高學(xué)生的實(shí)踐運(yùn)用能力，達(dá)到理論與實(shí)踐相結(jié)合的目的。

凝膠成像；核酸；蛋白；教學(xué)；應(yīng)用

凝膠成像分析系統(tǒng)及圖像分析軟件主要應(yīng)用于生物、醫(yī)學(xué)及醫(yī)藥研究領(lǐng)域，可用于拍攝核酸及蛋白電泳、菌落技術(shù)，還可用于熒光圖像的采集，定量及半定量分析[1-3]，為科研人員提供了快捷方便的分析凝膠圖像及相關(guān)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的工具。FluorChem Q是頂級的多色熒光、化學(xué)發(fā)光、可見光成像和定量分析系統(tǒng)，是目前同類產(chǎn)品中唯一兼顧多種應(yīng)用的成像系統(tǒng)(如圖1所示)。在一次分析中可同時檢測5種蛋白,并對其進(jìn)行定量分析。先進(jìn)的CCD技術(shù)提高了成像的速度和定量分析的能力。將凝膠成像分析系統(tǒng)運(yùn)用到本科及研究生實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，可使學(xué)生了解相關(guān)領(lǐng)域較先進(jìn)的研究方法和技術(shù)，有助于提高學(xué)生的實(shí)踐能力及科學(xué)思維，培養(yǎng)復(fù)合型人才[4]。為此，以Alpha Innotech公司的FluorChem Q凝膠成像系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)處理軟件，初步闡述其在圖像獲取、存儲、密度掃描及定量等方面的應(yīng)用。

1 實(shí)驗(yàn)圖像的采集和存儲

圖1 FluorChem Q凝膠成像分析系統(tǒng)示意圖及自帶分析功能

圖2 圖像采集結(jié)果(A－核酸凝膠成像圖；B－蛋白化學(xué)發(fā)光圖；C－蛋白熒光發(fā)光圖)

打開相應(yīng)的光源，選擇綠色的Expose Preview(曝光預(yù)覽)按鈕，檢查飽和度，如果圖像飽和度正常，點(diǎn)擊Acqure Image(獲取圖像)按鈕，曝光進(jìn)度條在完成自動曝光后會顯示綠色；如果飽和度不正?；蛘咦詣悠毓?，則不能正常完成(曝光進(jìn)度條顯示為粉色)，通常情況下為光圈過大造成，需調(diào)小光圈。也可以根據(jù)初步采像結(jié)果，自行調(diào)整曝光時間，得到較滿意的結(jié)果。

圖像采集后，保存步驟如下：選擇文件File(菜單)欄下的SAVE(保存)或者SAVE AS(另存為)圖標(biāo)，點(diǎn)擊OK保存文件。指定圖像的格式可謂(TIF，BMP， PCX，MAC，color TGA)。注意：如果保存為JPG格式，必須先將圖片準(zhǔn)化成8bit，否則不能保存。

2 結(jié)果分析

通過1D-Multi Analysis Tools(一維多泳道分析功能)來分析測量條帶的灰密度。首先點(diǎn)擊打開按鈕，選中要分析的圖像，點(diǎn)擊確定(如圖3所示)，點(diǎn)擊分析工具(Analysis tools)，再點(diǎn)擊1D-Multi→auto Grid→Detect Peaks，再通過增加或刪減條帶，得到想要分析的條帶的結(jié)果(如圖3所示)。其中設(shè)置的綠線間的區(qū)域表示檢測的區(qū)域，不能太窄，也不能太寬，最好是包括大部分條帶在內(nèi)。凝膠分析軟件包括自動或者手動標(biāo)注泳帶及泳道，自動背景扣除，泳帶的峰形及灰密度分析等功能(如圖4所示)。分析得到的凝膠圖像灰密度值，將目的泳帶與內(nèi)參泳帶進(jìn)行對比，通過統(tǒng)計(jì)學(xué)分析得出基因或蛋白在處理后是否發(fā)生改變。

圖3 圖像分析

圖4 數(shù)據(jù)分析報告

3 日常維護(hù)注意事項(xiàng)

(1)儀器電腦專機(jī)專用，以免感染病毒無法使用，禁止重裝電腦系統(tǒng)，因重裝后儀器軟件需再次激活才能使用，必須向廠家再次申請注冊號，耽誤儀器使用，且要負(fù)擔(dān)一定的服務(wù)費(fèi)用。

(2)正確的暗箱關(guān)門方法。將暗箱門掩至60度左右位置，放手，依靠重力，門自行關(guān)閉。注意：忌用力推動關(guān)閉暗箱門。

(3)注意保持紫外燈箱及投射白光板的清潔。

(4)嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)室規(guī)定，使用Gel red染料代替EB，避免EB污染。

4 FluorChem Q凝膠成像分析系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

FluorChem Q凝膠成像分析系統(tǒng)是一款集多種功能于一身的儀器，既能采集核酸電泳圖像，還進(jìn)一步開發(fā)出了蛋白化學(xué)發(fā)光及蛋白熒光圖像采集等功能，避免了蛋白圖像采集過程在暗室中的顯影、定影等操作過程及不可控程度?？梢酝ㄟ^軟件控制整個流程，通過曝光時間可控性得到清晰的目的條帶，靈敏度、時間以及操作全面優(yōu)于傳統(tǒng)膠片成像。方便學(xué)生從觀察到親自動手實(shí)踐，不僅使學(xué)生熟悉成像儀，了解儀器各部件功能及特點(diǎn)，進(jìn)而掌握操作的基本技能，提高實(shí)驗(yàn)動手能力，而且使學(xué)生鞏固有關(guān)核酸及蛋白的理論知識。FluorChem Q凝膠成像分析系統(tǒng)的教學(xué)改變了以往的教學(xué)模式，取得較好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

[1] 丁輝.科學(xué)儀器協(xié)作共用與科技創(chuàng)新[J].現(xiàn)代科學(xué)儀器,2000,74(6):3-4.

[2] 李越,嚴(yán)明,尹光琳.計(jì)算機(jī)凝膠成像系統(tǒng)在生物工程研究中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代科學(xué)儀器,2000,74(6):29-30.

[3] Mc Dond M B, et al. DNA ext ract f rom dry seeds for RAPD analysis varietal ident ification studies[J]. Seed Science and Technology,1994,22:171-176.

[4] 王明召,李海平,張杰,等.凝膠成像分析系統(tǒng)在本科教學(xué)中的應(yīng)用開發(fā)[J].中國現(xiàn)代教育裝備,2007,11:113-114.

☆國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)系列報道?☆

編者按：

西安交通大學(xué)臨床技能實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心從成立初期的實(shí)驗(yàn)教學(xué)依附于理論課程教學(xué)，到改革傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，再到更新觀念，實(shí)現(xiàn)中心跨越式發(fā)展。在學(xué)校“重視基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、強(qiáng)化綜合性實(shí)驗(yàn)、突出創(chuàng)新能力培養(yǎng)和終身學(xué)習(xí)習(xí)慣養(yǎng)成”實(shí)驗(yàn)教學(xué)原則指導(dǎo)下，中心領(lǐng)導(dǎo)與教職工轉(zhuǎn)變觀念，改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)，加強(qiáng)硬件設(shè)備配備與使用，形成了“資源優(yōu)化，西北領(lǐng)先；訓(xùn)練系統(tǒng)，考核全面；精品教育，科教創(chuàng)新；輻射西北，面向全球”的特色，為我國臨床技能實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與創(chuàng)新做出了表率。

Application of FluorChem Q gels image acquisition and analysis system in scientif c research and teaching

Pan Hongchao, Tang Danyang
Shantou university, Shantou, 515041, China

Gel imaging analysis system in biological and medical research has become more and more important. This paper primarily elaborated the application of the advanced FluorChem Q gel imaging systems, which had been applied to practice in teaching. This introduction made scientif c research workers further understanding thr FluorChem Q gel imaging systems, and made students preliminarily understand it’s application. The students’ practice skills were improved, and also achieve theory combined with practice in teaching.

gel imaging systems; nucleic acid; protein; teaching; apply

2011-11-06

潘洪超，碩士。唐丹陽，碩士。