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SpectraMax M5e 多功能酶標儀技術概述與應用分析

一、美谷分子M5e 多功能酶標儀儀器概述

SpectraMax M5e 多功能酶標儀是由 Molecular Devices 推出的一體式光學檢測平臺，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、熒光強度、化學發(fā)光、時間分辨熒光（TRF）及熒光偏振（FP）五種核心檢測模式，支持多類型微孔板（6–384 孔）分析。

M5e 建立在 SpectraMax 系列的光學系統(tǒng)基礎之上，強化了其在光譜掃描精度、靈敏度控制以及檢測多樣性方面的能力，是一款適合科研實驗室、制藥開發(fā)與分子診斷研究的中等通量檢測平臺。

二、主要檢測模式與性能參數(shù)

1. 吸收光檢測（Absorbance）

• 波長范圍：200–1000 nm，1 nm 增量可調

• 光源系統(tǒng)：氙閃光燈，能量穩(wěn)定

• 檢測動態(tài)范圍：0–4.0 OD

• 檢測精度：優(yōu)于±1%

• 掃描能力：全光譜掃描，適用于最大吸收峰確定、雙波長比值分析等

典型應用：

• 核酸、蛋白濃度測定

• 酶動力學反應曲線繪制

• 藥物溶解性與穩(wěn)定性分析

2. 熒光強度檢測（Fluorescence Intensity）

• 激發(fā)與發(fā)射波長范圍：250–850 nm

• 單色器系統(tǒng)：獨立激發(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

應用實例：

• DNA/RNA 染料結合實驗

• 酶促反應產(chǎn)物分析

• 細胞活性與膜電位變化檢測

3. 發(fā)光檢測（Luminescence）

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

• 信號動態(tài)范圍：9 個數(shù)量級

• PMT 靈敏度調節(jié)：自動增益控制

• 應用特點：無需激發(fā)光源、背景信號低

典型應用：

• ATP 檢測（細胞能量狀態(tài)）

• 雙熒光素酶報告基因實驗

• 酶活性抑制或激活反應測量

4. 時間分辨熒光（TRF）

• 適配探針類型：銪（Eu）、鋱（Tb）等稀土金屬探針

• 優(yōu)勢：延遲檢測抑制自發(fā)熒光干擾

• 時間窗口調節(jié)：納秒級延遲設置

應用方向：

• TR-FRET 能量轉移實驗

• 分子互作篩選模型

• 免疫熒光定量分析

5. 熒光偏振（Fluorescence Polarization）

• 測量方式：同時捕捉平行與垂直發(fā)射分量

• 適用實驗：結合動力學研究、小分子篩選

三、結構設計與硬件特性

1. 光路系統(tǒng)

M5e 的核心是其獨立雙單色器系統(tǒng)，可調節(jié)激發(fā)與發(fā)射波長，使其不依賴濾光片。采用反射型光路設計以提升光信號收集效率，并減少光學漂移與非線性誤差。

2. 微孔板兼容性

支持標準 ANSI/SBS 微孔板格式，自動識別 6、12、24、48、96、384 孔板類型。頂部與底部讀取功能可根據(jù)樣品性質切換，提高貼壁細胞或懸浮液的檢測效率。

3. 溫控與震蕩功能（可選）

• 溫度控制：室溫至 45°C（部分型號）

• 振蕩模式：可編程線性震蕩

• 作用：提高反應體系穩(wěn)定性，增強實驗重復性

四、配套軟件：SoftMax Pro 分析平臺

功能模塊：

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

2. 預設實驗模板庫：提供 ELISA、熒光染料、動力學實驗、TRF 模板

3. 高級數(shù)學處理：包括 4 參數(shù)/5 參數(shù)擬合、指數(shù)/對數(shù)擬合

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

5. 數(shù)據(jù)輸出：導出至 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、審計日志、用戶權限管理

五、典型實驗應用場景

1. 生物大分子定量

• 定量核酸和蛋白

• 比色法濃度計算

• 核酸純度評估（A260/A280）

2. 酶動力學分析

• Km 與 Vmax 計算

• Michaelis-Menten 曲線繪制

• 酶抑制劑篩選

3. 藥物篩選與信號通路分析

• 小分子高通量檢測

• 細胞信號激活檢測（如 NF-κB）

• 多靶點激活分析（雙報告基因系統(tǒng)）

4. 免疫檢測實驗

• ELISA（單波與多波長）

• 化學發(fā)光 ELISA

• 免疫熒光檢測

5. 細胞功能研究

• 細胞活性與毒性測定

• 活性氧生成分析

• 膜電位與離子通道研究

六、自動化與集成擴展能力

SpectraMax M5e 具備一定的自動化集成接口：

• 支持外部微孔板搬運系統(tǒng)

• 與自動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、維護與服務策略

模塊化部件設計：

• 燈源、震蕩組件、電子控制模塊可獨立更換

• 自動校準功能減少人工干預

• 燈壽命長，光源能量穩(wěn)定，適合持續(xù)使用

售后支持與驗證服務：

• 可選 IQ/OQ 驗證文件與現(xiàn)場培訓服務

• 提供年度維護保養(yǎng)與系統(tǒng)性能檢測

• 支持符合 GLP、GMP 要求的實驗室質控流程

八、

SpectraMax M5e 多功能酶標儀是基于全光譜檢測與多模式信號分析的綜合平臺，集成了從光譜掃描到數(shù)據(jù)建模的一系列功能模塊，適合多種檢測方法并可滿足實驗室多樣化分析需求。其靈活的波長選擇、開放的軟件架構以及良好的自動化兼容性，使其在科研與工業(yè)實驗應用中擁有廣泛適應性。

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