Monochromátor vs. filtr – věčná otázka 

 

Princip funkce monochromátorových a filtrových readerů 

Monochromátorové i filtrové readery využívají kontinuální zdroj záření (nejčastěji xenonová výbojka), ze kterého je pak pomocí optických prvků vybrána konkrétní vlnová délka pro měření. U monochromátorových readerů jsou pro tento účel nejčastěji využívány difrakční mřížky. Paprsek světla ze zdroje záření prochází vstupní štěrbinou a sadou zrcadel je směrován na difrakční mřížku, kde dochází k rozkladu světla na jednotlivé vlnové délky. Při měření fluorescence je vybraná vlnová délka směrována skrz další štěrbinu na vzorek, kde excituje fluorescenci. Emisní záření ze vzorku o delší vlnové délce pak prochází další sestavou štěrbin, zrcadel a mřížek, kde je vybrána specifická emisní vlnová délka. Emisní záření je směrováno na detektor, který generuje elektrický proud úměrný intenzitě dopadajícího záření. Monochromátor tak umožňuje flexibilní výběr emisní i excitační vlnové délky a poskytuje možnost měření jak běžných fluoroforů, tak i např. vlastnoručně syntetizovaných barviv nebo fluorescenčních nanočástic. Tyto readery umožňují skenování excitačních i emisních spekter a lze tak snadno měřit fluorescenční vlastnosti nových molekul. Při průchodu světla složitou optickou soustavou dochází ke značným ztrátám a zeslabení intenzity excitačního i emisního záření a s tím spojenému poklesu citlivosti. Monochromatizace pomocí mřížek také vyžaduje velmi jemnou a přesnou motorizaci pohyblivých optických prvků a navyšuje tak konečnou cenu přístroje. 

Obrázek 1: Schéma optické soustavy monochromátorového destičkového readeru

 

Filtrové readery využívají pro selekci specifické vlnové délky výrazně jednodušší soustavu s optickými filtry, které propouští jen určitý úzký pás požadovaných vlnových délek. Paprsek světla ze zdroje prochází excitačním filtrem, který „vyřízne“ určitý pás světelného spektra a směruje ho na vzorek. Fluorofor po excitaci emituje záření delší vlnové délky, které prochází druhým emisním filtrem a dopadá na detektor. Jednodušší optická soustava má za důsledek menší ztráty při průchodu světla z excitačního zdroje i ze vzorků a tím i vyšší ciltivost přístroje. Nevýhodou je menší flexibilita při výběru vlnové délky, kdy pro každou vlnovou délku je potřeba separátní filtr. Sady filtrů jsou ale voleny tak, aby pokrývaly celé UV-VIS spektrum a odpovídali excitačním vlnovým délkám laserů běžně používaných v mikroskopii nebo průtokové cytometrii. Vždy je navíc možnost sadu rozšířit o dodatečný filtr nebo nepoužívaný filtr vyměnit. S klidem tak lze filtrové readery použít pro měření fluoroforů běžně používaných v biologických laboratořích. 

Obrázek 2: Schéma filtrového destičkového readeru 

 

Co tedy zvážit při výběru readeru?

Citlivost a multiplexing

Z předchozího textu je jasné, že filtrové readery jsou obecně citlivější, protože nedochází k tak výraznému zeslabení světla při průchodu optickou soustavou. V důsledku toho je excitace vzorku výrazně intenzivnější a množství propuštěného emitovaného záření je také vyšší. Pokud je navíc vaším výstupem kromě fluorescence i měření bioluminiscenčního signálu, je faktor citlivosti o to významnější. Při měření bioluminiscence lze u filtrového přístroje jednoduše vyřadit emisní filtr a detekovat tak emitované záření všech vlnových délek najednou. Díky tomu lze měřit např. i velmi nízké hladiny exprese luciferázových reportérů při použití endogenního značení pomocí CRISPR.  

SpectraMax ABS Plus Microplate Reader	SpectraMax i3x Multi-Mode Microplate Detection Platform	SpectraMax iD3 Multi-Mode Microplate Detection Platform

Obrázek 3: Oblíbené mikrodestičkové readery SpectraMax od společnosti Molecular Devices

 

Pokud pracujete pouze s fluorescenčními esejemi a značkami a chcete mít maximální flexibilitu při měření i nestandardních fluoroforů, bude pro vás monochromátorový přístroj i přes nižší citlivost vhodnější. Na trhu jsou v nabídce i hybridní přístroje, které poskytují obě možnosti detekce pomocí filtrů i monochromátoru. Jejich cena je ale pochopitelně řádově vyšší. 

Některá stanovení vyžadují měření při více vlnových délkách najednou, např. při multiplexním měření dvou fluorescenčních signálů nebo kombinace fluorescenčního a luminiscenčního signálu. V případě, že je signál nestabilní, jsou pro tato stanovení vhodnější filtrové readery, protože výměna filtrů probíhá jednoduchým otočením filtrového karuselu a vyžaduje jen zlomky vteřin. 

 

Jaká je cena monochromátorových a filtrových readerů

Filtrové přístroje jsou zpravidla levnější než monochromátorové a to právě kvůli jednodušší konstrukci optické soustavy. Monochromátorové přístroje vyžadují soustavu pohyblivých mřížek a zrcadel a intenzivnější zdroj záření, který kompenzuje ztráty intenzity při monochromatizaci. Filtrové readery mají jednodušší soustavu s otočným karuselem se sadou optických filtrů a díky minimálním ztrátám nepotřebují tak intenzivní zdroj světla. Nejdražší variantou jsou pak kombinované hybridní přístroje, které spojují přednosti obou typů. Cenové rozpětí je však velké, proto doporučujeme si nechat zpracovat cenovou nabídku, rádi vám vše vysvětlíme a pomůžeme vybrat přístroj, který bude odpovídat jak vašim potřebám, tak vašemu rozpočtu.

 

získat nezávaznou cenovou nabídku

 

Je tedy lepší filtr nebo monochromátor?

Odpověď je jasná – oba. Ideální je pořízení hybridního readeru, který spojuje flexibilitu monochromátorů a citlivost filtrů. Cena u takového zařízení je samozřejmě vyšší. V případě, že jste omezeni rozpočtem, vše se odvíjí od vašich konkrétních aplikací a potřeb vaší laboratoře. Filtrové přístroje jsou citlivější, levnější a vhodnější pro multiplexní a bioluminiscenční stanovení. Monochromátorové readery jsou dražší, méně citlivé, ale mají vyšší flexibilitu při výběru vlnových délek a umožňují skenovat celá excitačně emisní spektra.

Řešení na míru

V naší nabídce najdete přístroje všech zmíněných kategorií. Nabízíme filtrové multimodální readery řady GloMax od firmy Promega, které poskytují nejcitlivější detekci luminiscence na trhu a jsou dostupné v různých konfiguracích schopných měřit UV-VIS absorbanci, fluorescenci, luminiscenci i speciální aplikace jako jsou NanoBRET eseje. Monochromátorové multimodální readery pak reprezentují přístroje řady SpectraMax od firmy Molecular Devices, které kromě zmíněných módů absorbance, fluorescence a luminiscence jsou schopné měření time-resolved fluorescence, fluorescenční polarizace, western blot, Alphascreen a další. V případě zájmu o nabízené přístroje nás neváhejte kontaktovat a my vám rádi poskytneme veškeré informace a po předchozí domluvě zapůjčíme i demo přístroj na vyzkoušení.

 

Mikrodestičkové readery v e-shopu

 

Rychlý kontakt pro vaše dotazy:

Readery Spectramax (Molecular Devices)- Ing. Vojtěch Andrle, vojtech.andrle@eastport.cz, 724 241 350

Readery Glomax (Promega) Mgr. Ondřej Ptáček, Ph.D., ondrej.ptacek@eastport.cz, 602 200 982