酶标仪主要应用于

酶标仪

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一、简介 

在基于哺乳动物细胞的研究中,酶标仪主要应用于: (1) 常规分子检测,如核酸、蛋白浓度及酶活性分析等;(2) 信号转导研究, 如一些细胞信号事件如 ROS,修饰的检测;(3) 整体细胞水平的分析,如细胞的活力、凋亡和杀伤等。然而在植物领域中,酶标 仪的应用则偏向前两个方向,此外,植物领域的酶标仪应用普遍度也不及动物,但这并不限制酶标仪在该领域的应用前景。在此, 我们结合常见的应用案例介绍酶标仪在植物领域中的应用,提升酶标仪在植物研究中的应用价值,并进一步协助植物的科研发展。 

二、利用酶标仪进行常见的分子检测和分析 

在植物领域中一些基础的分子检测,如基于紫外吸收或荧光的 DNA,RNA 和蛋白定量及纯度分析等,都可以用酶标仪进行 高通量检测。由于原理和应用类型与研究哺乳动物细胞类似,在此就不赘述了,大家有需求可参考我们针对核酸定量的应用材料。 在此我们主要列植物领域中比较特色的几个案例。 

2.1 吸收峰和荧光光谱分析 

植物领域中通常会涉及到对一些感兴趣的化合物,如色素等的物理指标分析,其中就包括吸收峰分析和针对具有荧光特质的 化合物进行荧光光谱分析。通常这些分析会由分光光度计完成,但会受到通量和曲线分析能力的限制。现阶段大部分 Molecular Devices 推出的配备光栅的酶标仪如 M 系列和 iD 系列都支持出色的光谱扫描分析,包括全波长光吸收和荧光光谱扫描,步进可精 确至 1 nm,可应对常见的光谱分析需求,并极大提高通量。同时配备的 SoftMax Pro 软件可自动分析光谱图简化处理流程。

基于光谱扫描还可用于进一步分析具有调节荧光能力的蛋白功能,如蓝藻细菌中的 Orange Carotenoid Protein (OCP) 在强 蓝-绿光下会和藻胆 ( 蛋白 ) 体 (PBS) 相互作用来保护细胞。实验中可观察到 OCP 的引入可降低 PBS 的荧光发射强度。对于新发现 的 OCP 家族成员,我们就可以通过荧光光谱扫描功能确认其是否会淬灭 PBS 的荧光 ( 图一 )。结果发现相较于已知的 OCP1,新 发现的 OCP2 具有较弱的荧光淬灭能力 ( 图一,来源于文献 Nat Plants. 2017 Jul 10;3:17089. )。


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图一 分析 OCP 的 PBS 荧光淬灭能力,黑色实线代表无强蓝-绿光照射下 PBS 的荧光发射谱 ( 激发 580 nm ),黑色虚线代 表在强蓝-绿光照射下 PBS 的荧光发射谱。蓝色和红色虚线分别代表在在强蓝-绿光引入 OCP1 和 OCP2 。 图片来源于文献:Nat Plants. 2017 Jul 10;3:17089.。酶标仪为 SpectraMax M2。

2.2 酶活分析

在植物研究中,酶活分析也是常见的检测之一,主要用于探究植物本身酶的功能和植物提取物对各种酶活性的影响。基于底 物工作机制的不同,酶活可用光吸收法和荧光法检测。例如图二就展示了多种植物的提取物对参与血糖调控的 α-淀粉酶 (α-amylase) 和 α-葡萄糖苷酶 (α-glucosidase) 活力的抑制 ( 来源于文献:J Agric Food Chem. 2012 Sep 12;60(36):8924-9.)。其中,α-淀粉酶 的活力检测是基于使用自身淬灭的 DQ™ starch 荧光底物。随着底物在酶的作用下发生降解,进而发出荧光,并可通过荧光强度 的变化分析酶活。而 α-葡萄糖苷酶活性的检测则基于其底物光吸收属性在酶处理下的变化。