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伯樂(Bio-Rad)ChemiDoc 凝膠成像系統(特別是 ChemiDoc MP 型號,因為只有多熒光型號才涉及此問題),多通道熒光串擾是一個在實際操作中需要關注的技術現象。
簡單來說:串擾是指一個熒光通道(如綠色)檢測到了本應屬于另一個通道(如紅色)的熒光信號。
一、為什么會發生串擾?
1、光譜重疊:這是根本原因。不同熒光染料的發射光譜可能存在重疊區域。例如,Cy3(綠色通道檢測)和 Cy5(紅色通道檢測)的發射峰距離較遠,但某些染料的尾部發射會延伸到其他通道的檢測范圍內。
2、濾光片帶寬:ChemiDoc MP 使用的是特定的激發光LED和發射濾光片。濾光片無法實現“單色"透過,總有一定帶寬。如果濾光片帶寬覆蓋了其他染料的發射范圍,就會產生串擾。
3、強信號放大效應:當某一個通道的熒光信號非常強時,其微弱的尾部發射即使比例很小,也可能在另一個通道中被明顯看到。
二、不同型號情況不同
1、ChemiDoc MP(真正多熒光成像):這是能進行多通道熒光成像的型號(支持RGB+遠紅,最多4通道)。它會有串擾問題,但系統內置了校正功能。
2、ChemiDoc XRS+ / Touch(基礎熒光型號):這些型號通常只標配一個紫外激發透射臺和一個白光/藍光轉換屏,主要用于單通道熒光(如EB,GelGreen)或化學發光。它們不能做多通道熒光成像,因此不存在不同熒光通道間的串擾問題。如果你強行換濾光片做多色,需要手動處理。
三、如何解決 ChemiDoc MP 的串擾問題?
Bio-Rad 在 Image Lab 軟件 中提供了兩種有效的解決方案:
1、使用“串擾校正"(Crosstalk Correction)- 推薦常規使用
這是軟件內置的自動功能,利用純單染對照樣品計算校正矩陣。
操作步驟
(1)準備與實驗樣品相同的單染對照(例如:只含GFP的樣品、只含RFP的樣品、只含Cy5的樣品)。
(2)將單染對照放入系統,用相同的多通道采集程序分別成像。
(3)在 Image Lab 軟件的分析界面中,找到 “串擾校正" 或 “通道拆分校正" (具體位置可能在“圖像處理"或“分析設置"中)。
(4)軟件會根據單染對照的信號,自動計算各通道的串擾比例,并應用補償算法,輸出校正后的圖像。這個功能非常有效,可以將串擾降低至背景水平。
2、手動選擇“非重疊"的染料組合
如果不需要自動校正,可以從實驗設計上避免串擾。選擇光譜分離度好的染料。
推薦組合
(1)通道1 (Green):FITC,GFP,Alexa 488
(2)通道2 (Red):Cy3,Alexa 546
(3)更好的選擇:使用 Cy5 (遠紅通道) 與 GFP (綠通道) 組合,它們的重疊遠小于 GFP 和 Cy3。
(4)同時使用 GFP 和 YFP(黃色熒光蛋白)- 光譜幾乎重疊。
(5)同時使用 Cy3 和 TRITC - 發射光譜太接近。
3、調整曝光時間
如果某個通道信號過強(過飽和),其串擾會顯著增加。嘗試縮短強信號通道的曝光時間,或增加弱信號通道的曝光時間,但后者的串擾效應會更明顯。
四、總結建議
1、ChemiDoc XRS+ / Touch 做化學發光或單色熒光
是否串擾:無(不涉及多通道)
解決方案:無需處理
2、ChemiDoc MP 做多通道熒光
是否串擾:有,但可校正
解決方案:制備單染對照,在 Image Lab 軟件中執行 “串擾校正"
實驗設計:優先選擇 GFP + Cy5 這類遠距離組合,避免 GFP + Cy3
重要的提醒:不要試圖手動扣除背景或使用“圖像相減"來校正串擾。光譜串擾是非線性的,必須使用軟件內置的基于矩陣的校正算法。查看 Image Lab 軟件幫助文檔中的“Multiplex Fluorescence"章節,那里有詳細的操作截圖。