Als Lieferant von Fluoreszenzdetektoren habe ich viel Zeit damit verbracht, über die Vor- und Nachteile dieser raffinierten Geräte nachzudenken. Fluoreszenzdetektoren sind in allen möglichen Bereichen sehr nützlich, von der medizinischen Forschung bis zur Umweltüberwachung. Sie erfassen das Licht, das eine fluoreszierende Substanz nach einer bestimmten Lichtwellenlänge emittiert. Aber wie bei jedem Technologie haben sie ihre Grenzen. Lassen Sie uns in das eintauchen, was diese sind.
Empfindlichkeit und Hintergrundrauschen
Eine der Hauptbeschränkungen von Fluoreszenzdetektoren ist die Empfindlichkeit. Während sie im Allgemeinen ziemlich gut darin sind, fluoreszierende Signale aufzunehmen, gibt es eine Grenze dafür, wie klein ein Signal erkennen kann. Dies ist eine große Sache, wenn Sie mit Proben arbeiten, die sehr niedrige Konzentrationen der fluoreszierenden Substanz haben. Der Detektor kann das schwache Signal möglicherweise nicht vom Hintergrundrauschen unterscheiden.
Hintergrundgeräusche ist im Grunde jedes Licht, das der Detektor aufnimmt und nicht aus der fluoreszierenden Substanz, an der Sie interessiert sind, nicht aus einer Reihe von Quellen stammen, wie Streatlicht im Labor, Autofluoreszenz aus der Probenmatrix oder elektrische Rauschen im Detektor selbst. Dieses Rauschen kann es sehr schwierig machen, das Fluoreszenzsignal genau zu messen, insbesondere wenn es schwach ist.
In einigen medizinischen Diagnosetests suchen Sie beispielsweise möglicherweise nach einer sehr geringen Menge eines bestimmten Biomarkers in der Blutprobe eines Patienten. Wenn die Empfindlichkeit des Detektors nicht hoch genug ist, könnte er den Biomarker vermissen, was zu einem falsch negativen Ergebnis führt. Und wenn das Hintergrundgeräusch zu hoch ist, könnte es ein falsch positives Ergebnis erzielen, so dass der Biomarker vorhanden ist, wenn dies nicht der Fall ist.
Photobleaching
Das Fotobleaching ist eine weitere wichtige Einschränkung. Wenn ein fluoreszierendes Molekül Licht ausgesetzt ist, kann es eine chemische Veränderung durchlaufen, die es seine Fähigkeit zur Fluoreszierung verliert. Dies wird als Photobleaching bezeichnet und kann ein echtes Problem bei der Fluoreszenzerkennung sein.
Je intensiver das Licht, das die fluoreszierende Substanz erregt, desto schneller Photobleaching kann auftreten. Und sobald die Moleküle gebleicht sind, können Sie das Fluoreszenzsignal nicht zurückerhalten. Dies kann ein großes Problem für lange Zeitexperimente oder wenn Sie im Laufe der Zeit mehrere Messungen durchführen müssen.
Nehmen wir an, Sie verwenden einen Fluoreszenzdetektor, um die Bewegung eines fluoreszenzmarkierten Proteins in einer lebenden Zelle zu untersuchen. Wenn das Licht des Detektors zu schnell Photobleaching verursacht, können Sie das Protein nicht lange verfolgen. Möglicherweise erhalten Sie nur ein paar Schnappschüsse seiner ursprünglichen Position, bevor die Fluoreszenz verblasst.
Es gibt einige Möglichkeiten, um zu versuchen, das Photobleaching zu reduzieren, z. Diese Lösungen sind jedoch nicht immer perfekt, und das Fotobleaching kann immer noch die Nützlichkeit von Fluoreszenzdetektoren in bestimmten Anwendungen einschränken.
Begrenzter Wellenlängenbereich
Die meisten Fluoreszenzdetektoren haben einen begrenzten Bereich von Wellenlängen, die sie erkennen können. Jede fluoreszierende Substanz hat eine spezifische Anregungs- und Emissionswellenlänge, und wenn der Detektor die relevanten Wellenlängen nicht abdecken kann, kann er die Fluoreszenz nicht nachweisen.
Beispielsweise werden einige neue Fluoreszenzfarbstoffe mit einzigartigen Anregungs- und Emissionsspektren entwickelt, die außerhalb des Bereichs der herkömmlichen Fluoreszenzdetektoren liegen. Wenn Sie mit diesen neuen Farbstoffen arbeiten, benötigen Sie möglicherweise einen Detektor mit einem breiteren Wellenlängenbereich.
Diese Einschränkung kann auch ein Problem sein, wenn Sie gleichzeitig versuchen, mehrere fluoreszierende Substanzen zu erkennen. Unterschiedliche Substanzen haben normalerweise unterschiedliche Emissionswellenlängen, und wenn der Detektor nicht alle abdecken kann, können Sie nicht alle Substanzen gleichzeitig messen.
Einmischung durch andere Substanzen
Fluoreszenzdetektoren können durch andere Substanzen in der Probe beeinflusst werden. Einige Substanzen können die Fluoreszenz des Zielmoleküls löschen. Das Löschen ist, wenn ein Molekül die Fluoreszenzintensität eines anderen Moleküls durch eine physikalische oder chemische Wechselwirkung reduziert.
Beispielsweise können bestimmte Metallionen oder andere chemische Verbindungen in der Probe an das fluoreszierende Molekül binden und seine Struktur auf eine Weise verändern, die seine Fluoreszierfähigkeit verringert. Dies kann zu einer Unterschätzung der Konzentration der Zielsubstanz führen.
Wenn Sie bei der Umweltüberwachung versuchen, einen fluoreszierenden Schadstoff in einer Wasserprobe zu erkennen, kann es andere Substanzen im Wasser geben, die die Fluoreszenz des Schadstoffs löschen können. Dies könnte es so aussehen lassen, als ob der Schadstoff in einer geringeren Konzentration vorhanden ist, als es tatsächlich ist.
Temperatur und pH -Empfindlichkeit
Die Fluoreszenzeigenschaften vieler Substanzen sind temperatur und pH -Wert empfindlich. Eine Änderung der Temperatur oder des pH -Werts kann die Struktur des fluoreszierenden Moleküls beeinflussen, was wiederum seine Anregungs- und Emissionsspektren sowie die Intensität der Fluoreszenz verändern kann.
Wenn die Temperatur oder der pH -Wert der Probe nicht ordnungsgemäß gesteuert wird, kann dies zu ungenauen Ergebnissen führen. In einer biologischen Probe kann der pH -Wert beispielsweise je nach dem verwendeten Puffer oder der metabolischen Aktivität der Zellen variieren. Wenn der Fluoreszenzdetektor für diese Änderungen nicht kalibriert wird, kann er falsche Messungen ergeben.
Nehmen wir an, Sie verwenden einen Fluoreszenzdetektor, um den pH -Wert einer Lösung mit einem pH -empfindlichen Fluoreszenzfarbstoff zu messen. Wenn sich die Temperatur der Lösung während der Messung ändert, kann sie die Fluoreszenz des Farbstoffs beeinflussen und einen ungenauen pH -Wert aufnehmen.
Kosten und Komplexität
Fluoreszenzdetektoren können ziemlich teuer sein, insbesondere die hohen Endmodelle mit fortschrittlichen Merkmalen wie hoher Empfindlichkeit und einem breiten Wellenlängenbereich. Die Kosten für den Kauf und die Aufrechterhaltung dieser Detektoren können für einige Forschungslabors oder kleine Unternehmen ein großes Hindernis sein.
Zusätzlich zu den Kosten können auch Fluoreszenzdetektoren komplex für den Betrieb sein. Sie benötigen häufig ein spezielles Training, um sich einzurichten, zu kalibrieren und zu beheben. Und wenn etwas schief geht, kann es schwierig und zeitlich sein - zu reparieren.
Zum Beispiel dieIsothermischer Fluoreszenzdetektorund dieDigitaler isothermischer Fluoreszenzdetektorsind fortschrittliche Geräte, die eine hohe Erkennung von Leistungsfluoreszenz bieten. Ihre Komplexität bedeutet jedoch, dass Benutzer ein gutes Verständnis der Technologie haben müssen, um das Beste aus ihnen herauszuholen.
Abschluss
Trotz dieser Einschränkungen sind Fluoreszenzdetektoren in vielen Bereichen immer noch unglaublich wertvolle Werkzeuge. In unserem Unternehmen arbeiten wir ständig daran, diese Herausforderungen zu bewältigen und die Leistung unserer Detektoren zu verbessern. Wir entwickeln neue Technologien, um die Empfindlichkeit zu erhöhen, das Hintergrundrauschen zu verringern und das Photobleich zu minimieren.
Wenn Sie sich auf dem Markt für einen Fluoreszenzdetektor befinden oder Fragen zur Bekämpfung dieser Einschränkungen in Ihrer spezifischen Anwendung haben, zögern Sie nicht, sich zu wenden. Wir sind hier, um Ihnen dabei zu helfen, die beste Lösung für Ihre Bedürfnisse zu finden. Egal, ob Sie ein Forscher in einem großen Labor oder ein Kleinunternehmer sind, der nach einem zuverlässigen Erkennungssystem sucht, wir haben das Know -how und die Produkte, die Sie unterstützen. Lassen Sie uns unterhalten, wie wir die Erkennung von Fluoreszenz für Sie zum Laufen bringen können.
Referenzen
- Lakowicz, JR (2006). Prinzipien der Fluoreszenzspektroskopie. Springer Science & Business Media.
- Valeur, B. (2002). Molekulare Fluoreszenz: Prinzipien und Anwendungen. Wiley - VCH.