SpectraMax M5e 多功能酶標(biāo)儀技術(shù)概述與應(yīng)用分析

一、美谷分子M5e 多功能酶標(biāo)儀儀器概述

SpectraMax M5e 多功能酶標(biāo)儀是由 Molecular Devices 推出的一體式光學(xué)檢測(cè)平臺(tái)，基于光譜掃描與多模式分析系統(tǒng)開發(fā)。該儀器整合紫外-可見吸收光譜、熒光強(qiáng)度、化學(xué)發(fā)光、時(shí)間分辨熒光（TRF）及熒光偏振（FP）五種核心檢測(cè)模式，支持多類型微孔板（6–384 孔）分析。

M5e 建立在 SpectraMax 系列的光學(xué)系統(tǒng)基礎(chǔ)之上，強(qiáng)化了其在光譜掃描精度、靈敏度控制以及檢測(cè)多樣性方面的能力，是一款適合科研實(shí)驗(yàn)室、制藥開發(fā)與分子診斷研究的中等通量檢測(cè)平臺(tái)。

二、主要檢測(cè)模式與性能參數(shù)

1. 吸收光檢測(cè)（Absorbance）

• 波長(zhǎng)范圍：200–1000 nm，1 nm 增量可調(diào)

• 光源系統(tǒng)：氙閃光燈，能量穩(wěn)定

• 檢測(cè)動(dòng)態(tài)范圍：0–4.0 OD

• 檢測(cè)精度：優(yōu)于±1%

• 掃描能力：全光譜掃描，適用于最大吸收峰確定、雙波長(zhǎng)比值分析等

典型應(yīng)用：

• 核酸、蛋白濃度測(cè)定

• 酶動(dòng)力學(xué)反應(yīng)曲線繪制

• 藥物溶解性與穩(wěn)定性分析

2. 熒光強(qiáng)度檢測(cè)（Fluorescence Intensity）

• 激發(fā)與發(fā)射波長(zhǎng)范圍：250–850 nm

• 單色器系統(tǒng)：獨(dú)立激發(fā)/發(fā)射雙單色器

• 靈敏度：<0.3 pM 

• 讀取模式：頂部與底部讀取可選

• 背景抑制系統(tǒng)：內(nèi)置交叉激發(fā)濾波技術(shù)

應(yīng)用實(shí)例：

• DNA/RNA 染料結(jié)合實(shí)驗(yàn)

• 酶促反應(yīng)產(chǎn)物分析

• 細(xì)胞活性與膜電位變化檢測(cè)

3. 發(fā)光檢測(cè)（Luminescence）

• 適配信號(hào)類型：閃光發(fā)光（Flash）與持續(xù)發(fā)光（Glow）

• 信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍：9 個(gè)數(shù)量級(jí)

• PMT 靈敏度調(diào)節(jié)：自動(dòng)增益控制

• 應(yīng)用特點(diǎn)：無需激發(fā)光源、背景信號(hào)低

典型應(yīng)用：

• ATP 檢測(cè)（細(xì)胞能量狀態(tài)）

• 雙熒光素酶報(bào)告基因?qū)嶒?yàn)

• 酶活性抑制或激活反應(yīng)測(cè)量

4. 時(shí)間分辨熒光（TRF）

• 適配探針類型：銪（Eu）、鋱（Tb）等稀土金屬探針

• 優(yōu)勢(shì)：延遲檢測(cè)抑制自發(fā)熒光干擾

• 時(shí)間窗口調(diào)節(jié)：納秒級(jí)延遲設(shè)置

應(yīng)用方向：

• TR-FRET 能量轉(zhuǎn)移實(shí)驗(yàn)

• 分子互作篩選模型

• 免疫熒光定量分析

5. 熒光偏振（Fluorescence Polarization）

• 測(cè)量方式：同時(shí)捕捉平行與垂直發(fā)射分量

• 適用實(shí)驗(yàn)：結(jié)合動(dòng)力學(xué)研究、小分子篩選

三、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與硬件特性

1. 光路系統(tǒng)

M5e 的核心是其獨(dú)立雙單色器系統(tǒng)，可調(diào)節(jié)激發(fā)與發(fā)射波長(zhǎng)，使其不依賴濾光片。采用反射型光路設(shè)計(jì)以提升光信號(hào)收集效率，并減少光學(xué)漂移與非線性誤差。

2. 微孔板兼容性

支持標(biāo)準(zhǔn) ANSI/SBS 微孔板格式，自動(dòng)識(shí)別 6、12、24、48、96、384 孔板類型。頂部與底部讀取功能可根據(jù)樣品性質(zhì)切換，提高貼壁細(xì)胞或懸浮液的檢測(cè)效率。

3. 溫控與震蕩功能（可選）

• 溫度控制：室溫至 45°C（部分型號(hào)）

• 振蕩模式：可編程線性震蕩

• 作用：提高反應(yīng)體系穩(wěn)定性，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)重復(fù)性

四、配套軟件：SoftMax Pro 分析平臺(tái)

功能模塊：

1. 數(shù)據(jù)采集與實(shí)時(shí)圖像：可同步獲取多孔板數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)顯示曲線

2. 預(yù)設(shè)實(shí)驗(yàn)?zāi)０鍘?kù)：提供 ELISA、熒光染料、動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)、TRF 模板

3. 高級(jí)數(shù)學(xué)處理：包括 4 參數(shù)/5 參數(shù)擬合、指數(shù)/對(duì)數(shù)擬合

4. 多通道數(shù)據(jù)融合：支持組合分析、雙標(biāo)簽檢測(cè)與比值法處理

5. 數(shù)據(jù)輸出：導(dǎo)出至 Excel、PDF、CSV，或上傳至 LIMS 系統(tǒng)

6. 法規(guī)合規(guī)（可選）：21 CFR Part 11 支持，包括電子簽名、審計(jì)日志、用戶權(quán)限管理

五、典型實(shí)驗(yàn)應(yīng)用場(chǎng)景

1. 生物大分子定量

• 定量核酸和蛋白

• 比色法濃度計(jì)算

• 核酸純度評(píng)估（A260/A280）

2. 酶動(dòng)力學(xué)分析

• Km 與 Vmax 計(jì)算

• Michaelis-Menten 曲線繪制

• 酶抑制劑篩選

3. 藥物篩選與信號(hào)通路分析

• 小分子高通量檢測(cè)

• 細(xì)胞信號(hào)激活檢測(cè)（如 NF-κB）

• 多靶點(diǎn)激活分析（雙報(bào)告基因系統(tǒng)）

4. 免疫檢測(cè)實(shí)驗(yàn)

• ELISA（單波與多波長(zhǎng)）

• 化學(xué)發(fā)光 ELISA

• 免疫熒光檢測(cè)

5. 細(xì)胞功能研究

• 細(xì)胞活性與毒性測(cè)定

• 活性氧生成分析

• 膜電位與離子通道研究

六、自動(dòng)化與集成擴(kuò)展能力

SpectraMax M5e 具備一定的自動(dòng)化集成接口：

• 支持外部微孔板搬運(yùn)系統(tǒng)

• 與自動(dòng)化液體處理工作站兼容

• 提供 USB 和串口控制接口，可整合至 HTS 系統(tǒng)

七、維護(hù)與服務(wù)策略

模塊化部件設(shè)計(jì)：

• 燈源、震蕩組件、電子控制模塊可獨(dú)立更換

• 自動(dòng)校準(zhǔn)功能減少人工干預(yù)

• 燈壽命長(zhǎng)，光源能量穩(wěn)定，適合持續(xù)使用

售后支持與驗(yàn)證服務(wù)：

• 可選 IQ/OQ 驗(yàn)證文件與現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)服務(wù)

• 提供年度維護(hù)保養(yǎng)與系統(tǒng)性能檢測(cè)

• 支持符合 GLP、GMP 要求的實(shí)驗(yàn)室質(zhì)控流程

八、

SpectraMax M5e 多功能酶標(biāo)儀是基于全光譜檢測(cè)與多模式信號(hào)分析的綜合平臺(tái)，集成了從光譜掃描到數(shù)據(jù)建模的一系列功能模塊，適合多種檢測(cè)方法并可滿足實(shí)驗(yàn)室多樣化分析需求。其靈活的波長(zhǎng)選擇、開放的軟件架構(gòu)以及良好的自動(dòng)化兼容性，使其在科研與工業(yè)實(shí)驗(yàn)應(yīng)用中擁有廣泛適應(yīng)性。

在日常實(shí)驗(yàn)過程中，M5e 提供穩(wěn)定的光學(xué)性能和多模式信號(hào)捕捉能力，為科學(xué)研究與開發(fā)任務(wù)提供數(shù)據(jù)支持與方法可塑性。該設(shè)備也可作為方法開發(fā)階段與高通量篩選前的驗(yàn)證平臺(tái)，協(xié)助實(shí)驗(yàn)人員建立可靠的分析流程。