LUMINOMETER LÀ GÌ?

Luminometer/Máy đo độ sáng là một thiết bị dùng để đo các ánh sáng nhìn thấy có cường độ yếu phát ra từ các mẫu thí nghiệm, nhờ sử dụng ống nhân quang. Luminometer là một thiết bị nhạy được sử dụng để đo lượng ánh sáng rất nhỏ, đôi khi chỉ là một số ít các hạt photon được phát ra. Chúng thường đo một lượng mẫu nhỏ, đôi khi chỉ khoảng vài micro lít, như là dung dịch protein hoặc dung dịch chứa tế bào trôi nổi chứa trong ống ly tâm kích cỡ siêu nhỏ hoặc trong các giếng của đĩa thí nghiệm/microplate.

Thiết bị luminometer khác với thiết bị fluorometer ở chỗ mẫu đo bởi luminometer sẽ tự thân chúng phát sáng (do phản ứng hóa học) mà không cần đến ánh sáng kích thích, và vì thế nên không cần sử dụng đèn hoặc bất cứ một thiết bị chiếu sáng nào.

Trong khi về tên gọi có thể tương tự nhau, nhưng luminometer phải được phân biệt với photometer và light meter:

• Photometer là một khái niệm rộng bao gồm tất cả các thiết bị dùng để đo ánh sáng, bao gồm luminometer, light meter, spectrophotometers/quang phổ kế và một số thiết bị khác.
• Light meter cũng là một khái niệm rộng nhưng nó thường chỉ đề cập đến một thiết bị nhỏ được sử dụng trong chụp ảnh để đo ánh sáng môitrường.

Luminometer từ Berthold Technologies

Berthold Technologies công ty tiên phong và đi đầu thị trường trong lĩnh vực phát hiện ánh sáng phát quang. Tại đây, bạn có thể thấy các nhóm luminometer chính của chúng tôi. Dưới đây bạn sẽ có được các thông tin về các nguyên lý của luminometer và các loại luminometer khác nhau.

NGUYÊN LÝ CỦA LUMINOMETER

Để đo lượng ánh sáng rất nhỏ, luminometer sử dụng ống nhân quang “Photomultiplier tube-PMT“. Ống nhân quang giúp khuếch đại tín hiệu ánh sáng tới một cách hiệu quả, giúp phát hiện tín hiệu yếu. Nguyên lý hoạt động của PMT như sau:

1. Photons ánh sáng đập vào photocathode ở cửa vào của PMT và đánh bật ra electrons, và sau đó một chuỗi khuếch đại electron xảy ra.
2. Những electron được gia tốc bởi trường điện áp cao và được khuếch đại về số lượng qua một chuỗi các dynode, bằng quá trình phát xạ thứ hai.
3. Những electron được khuếch đại cuối cùng sẽ tới được anode, vị trí này được kết nối với mạch xử lý đầu ra.
4. Mạch này chuyển dữ liệu đầu vào thành dữ liệu đầu ra, nó có thể là dạng xung (nếu PMT hoạt động ở chế độ đếm photon) hoặc dạng dòng điện (nếu PMT hoặt động ở chế độ analog, được biết đến là chế độ dòng điện). Chế độ đếm photon cung cấp độ nhạy cao nhất và là chế độ tốt nhất cho phép đo luminesence, trong kho chế độ analog hoạt động tốt hơn với cường độ ánh sáng cao hơn và nó sẽ được sử dụng phổ biến cho phép đo fluorescence.

Để bắt được số lượng photon cao nhất có thể, PMT phải được đặt ở vị trí rất gần với mẫu và vị trí này phải được tối ưu để giảm hiện tượng mất mát photon, nhưng cùng lúc đó (trong trường hợp máy đo độ sáng dạng đĩa microplate luminometers) phải loại bỏ các photons tới từ các giếng xung quanh (crosstalk)

Ngoài PMT, một bộ phận quan trọng của luminomter là:

• Buồng tối/Dark chamber: Khu vực mẫu được đo phải được bảo vệ khỏi ánh sáng từ môi trường. Một yêu cầu khác của buồng tối là nó phải phù hợp với dạng mẫu đo: ống thí nghiệm/tube, đĩa thí nghiệm/plate, hoặc các dụng cụ khác.
• Injectors: Không phải lúc nào cũng cần tới, đối với hiện tượng phát quang từ phản ứng hóa học, một số hóa chất phải được them vào mẫu. Nếu vấn đề động học của phản ứng xảy ra chậm, chất phản ứng có thể thêm bằng thao tác tay, nhưng trong trường hợp vấn đề động học của phản ứng diễn ra nhanh thì kim tiêm hóa chất có thể sẽ giúp ích (giúp kiểm soát chính xác thời gian giữa lúc nhả hóa chất và lúc đo) hoặc yếu đố này thậm chí là yêu cầu bắt buộc (nếu phản ứng chỉ xảy ra trong một hoặc vài giây, đặc biệt là những phản ứng chớp nhoáng).

Phần lớn các luminometer không cần kính lọc hoặc hệ thống quang đơn sắc monochromator, bởi vì ánh sáng từtất cả các bước sóng được gộp lại và đo cùng nhau. Tuy nhiên, một vài thí nghiệm như BRET lại cần kính lọc để phân tách ánh sáng luminesence phát ra bởi các protein khác nhau trong mẫu.

CÁC LOẠI LUMINOMETERS

Có một cách hữu hiệu để phân loại luminometers là dựa vào các dạng mẫu, bởi vì chúng sẽ ảnh hưởng đến thông lượng, sự linh hoạt, độ tin cậy và giá.

Máy đo phát quang dạng ống/Tube Luminometers

Tube luminometers có thể đo các mẫu chứa trong các ống phát quang/luminescence tube, ống ly tâm siêu nhỏ/microcentrifuge tube hoặc tương tự. Chúng là thiết bị đơn giản đo từng mẫu một, phải đưa mẫu vào máy bằng tay. Thông lượng sẽ bị giới hạn nhưng chúng lại có độ nhạy cao và cho kết quả đáng tin cậy, bởi vì không có trở ngại gì trong việc xác định vị trí của PMT.

Một vài tube luminometers có thể được trang bị thêm kim tiêm để phục vụ cho nhả hóa chất vào các phản ứng chớp nhoáng (luminescent assays with fast kinetics).

Có vài loại tube luminometrs:

Máy đo độ sáng dạng ống để bàn/Benchtop Tube Luminometers

Chúng là loại có độ nhạy cao nhất và cho kết quả đáng tin cậy nhất, nhưng chúng tương đối cồng kềnh và nặng và cần được cắm vào ổ điện. Chúng là những thiết bị được lựa chọn hàng đầu cho các phòng thí nghiệm nghiên cứu số lượng mẫu nhỏ. Sirius 2 LB 9526 và Lumat³ LB 9508 là những những máy đo độ sáng dạng ống để bàn có hiệu suất cao.

Microplate Luminometers

Microplate luminometers đo mẫu chứa trong giếng của đĩa/microplates, loại đĩa từ 96 đến 384 giếng. Chúng giúp tăng thông lượng một cách đáng kể, nhưng nó khiến thiết bị trở nên cồng kềnh hơn, bởi vì cần lắp thêm hệ thống giúp dịch chuyển vị trí đo từ giếng này sang giếng khác, và ánh sáng tới từ các giếng xung quanh phải đượcngăn chặn. Do đó, chúng đắt tiền hơn loại tube luminometers.

Trong khi đó độ nhạy của dạng máy đo độ sáng dạng đĩa thường thấp hơn so với các máy đo độ sáng dạng ống để bàn, Centro XS là máy đo độ sáng dạng đĩa có độ nhạy cao nhất trên thị trường và có độ nhạy tương đương với dạng ống.

Máy đọc đa chức năng/Multimode Readers

Máy đọc đĩa đa chức năng/Multimode Microplate Readers là máy đọc đĩa có thể đo luminesence nhưng ngoài ra chúng có thể sử dụng các công nghệ phát hiện khác, như fluorescence và hấp thụ/absorbance. Do cấu tạo phức tạp hơn nên cần phải cân bằng giữa hiệu suất của các phép đo, nhưng vẫn phải có độ linh hoạt cao, bao gồm cả sử dụng kính lọc hoặc sử dụng hệ thống quang đơn sắc monochromators. Chúng thường đắt tiền hơn các máy đo độ sang dạng đĩa microplate luminometers, nhưng các máy đọc đa chế độ như Tristar 3 có thể có cấu hình vừa đủ sử dụng và phù hợp với kinh phí đầu tư nghiên cứu.

Hệ thống tạo ảnh In Vivo/In Vivo Imaging Systems

Trong khi nguyên lý hoạt động của nó rất khác với các luminometers, In Vivo Imaging Systems cũng là một thiết bị phổ biến để đo luminescence. Chúng sử dụng camera thay vì ống nhân quang, kết quả có độ nhạy thấp hơn, nhưng cho phép định vị được các khu vực phát ánh sáng và đo ánh sang phát quang trong động vật và thực vật sống.

CÁC LUMINOMETERS NỔI BẬT TỪ BERTHOLD TECHNOLOGIES

Tại đây bạn có một vài ví dụ về các luminometers tốt nhất của chúng tôi với các dạng mẫu đo khác nhau: ống, đĩa và máy đọc đĩa đa chức năng. Để xem tất cả các thiết bị, hãy ghé thăm trang web của chúng tôi: Máy đo độ sáng dạng ống Tube Luminometers và Máy đọc độ sáng dạng đĩa/Microplate Luminesence Readers. Và, nếu bạn cần giúp đỡ để chọn máy đo độ sang phù hợp nhất với bạn, hãy liên hệ với chúng tôi, chúng tôi sẽ rất vui nếu có thể giúp bạn!

ỨNG DỤNG CỦA LUMINOMETERS

Phương pháp dựa vào luminescene nhạy hơn từ 10-1,000 lần so với fluoresence, và nhạy hơn từ 100-10,000 lần so với phương pháp hấp thụ/absorbance. Ngoài ra, phương pháp dựa luminesence cho thấy mối quan hệ tuyến tính giữa nồng độ và cường độ ánh sang trong một dải cường độ rộng, nghĩa là chúng cung cấp một dải động rộng: đặc biệt, từ 6 đến 8 logs nồng độ chất phân tích. Do đó, Luminometers được sử dụng trong nhiều ứng dụng đòi hỏi độ nhạy cao, bao gồm:

• Reporter gene assays
• Thí nghiệm đánh giá mức độ tăng sinh tế bào, khả năng sống sót của tế bào, gây độc tế bào, những thí nghiệm này thường dựa vào nguyên lý đo ATP “ATP measurements”
• Hygiene monitoring
• Immunoassays
• Caspase assays
• Kinase assays
• Reactive Oxygen Species
• Thí nghiệm về phương tác như SPARCL® và BRET
• Water toxicity testing

CÁC ỨNG DỤNG CỦA LUMINOMETER