Absorbance Microplate Reader

Absorbance Microplate Reader, auch Photometer Plate Reader genannt, kommen für verschiedene Anwendungen in unterschiedlichen Feldern, wie z.B.: der Life Science Forschung, bei der Medikamentenforschung und dem Drug Screening, zum Einsatz.

 

Grundlegende Informationen zu Absorbance Microplate Readern

Ein Absorbance Microplate Reader (Kurz: Absorbance Reader) ist ein Gerät, das in der Lage ist, die von einer flüssigen Probe in einer Mikroplatte absorbierten/transmittierten Lichtphotonen zu detektieren und zu quantifizieren, wenn sie mit Licht einer bestimmten Wellenlänge bestrahlt wird.


Im Gegensatz zur Fluoreszenz- und Lumineszenz- ist die Absorptionsdetektion eine absolute Messung, die in optischen Dichten (ODs) quantifiziert wird. Die OD ist definiert als das logarithmische Verhältnis zwischen der Intensität des Lichts, das auf eine Probe trifft, und der Intensität des Lichts, das durch die Probe hindurchgeht. Alternativ kann auch die Transmission, also der Anteil des Lichts, der die Probe passiert, verwendet werden.

 

Absorbance Microplate Reader, auch Photometer Plate Reader genannt, werden für verschiedene Applikationen in unterschiedlichen Bereichen eingesetzt, z. B. in der akademischen Life-Science-Forschung, in Arzneimittelforschung und -Screening, in klinischen Laboren, in der synthetischen Biologie und bei der Überwachung von Lebensmittel- und Wasserqualität.

 

Im Vergleich zu einem Standard-Spektralphotometer, das jeweils eine Probe pro Küvette misst, kann ein Absorbance Microplate Reader die gleiche Anwendung mit einem höheren Durchsatz messen. Er kann eine volle 96-Well Mikroplatte in Sekunden, oder 384- oder 1536-Well Platten in wenigen Minuten auslesen.

 

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Was ist ein Absorbance Microplate Reader?

 

Ein Absorbance Microplate Reader ist optisch gesehen ein relativ komplexes Gerät. Aufgrund der Art des Signals benötigen diese Mikroplate Reader eine Anregungslichtquelle, eine Optik für die Auswahl der eingehenden Wellenlängen, einen Detektor und einen Referenzkanal.

 

Die Probe wird mit Licht einer bestimmten Intensität beleuchtet. Die gesamte Lichtintensität, der die Probe ausgesetzt ist, wird hierbei im Verhältnis zu einem vor der Probe gemessenen Referenzkanal bewertet. Der Lichtdetektor befindet sich auf der gegenüberliegenden Seite der Mikroplatte relativ zur Lichtquelle. Er misst, wie viel der gesamten Lichtintensität durch die Probe hindurchgeht und bei welchen Wellenlängen. Licht, das von der Probe absorbiert wird, wird nicht zum Detektor durchgelassen.

 

Die gemessene Menge des durchgelassenen Lichts lässt sich klassischerweise verwenden, um die Konzentration eines untersuchten Moleküls zu berechnen, da die Menge des von einer Probe absorbierten Lichts mit ihrer Konzentration zusammenhängt (Beer-Lambert-Gesetz). Alternativ kann eine Standardkurve parallel zu Proben mit unbekannter Konzentration verwendet werden. Auf diese Weise können Nukleinsäuren, Proteine und spezifische Moleküle über ELISA quantifiziert werden.


Absorbance Microplate Reader sind als eigenständige, zweckgebundene Reader oder als Teil von Multi-Mode Microplate Readern in Kombination mit Fluoreszenz-Intensitäts- und/oder Lumineszenz-Detektion erhältlich.

 

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Was ist bei der Auswahl eines Absorbance Microplate Readers zu beachten?

Wenn Sie sich für einen neuen Absorbance Microplate Reader interessieren, gibt es ein paar Faktoren zu beachten, da die Leistung des Geräts die Qualität Ihrer Forschungsdaten erheblich beeinflussen kann.

 

 

Auswahl der Wellenlängen

Die Funktion zur Auswahl der Wellenlängen ist in Absorbance Microplate Readern obligatorisch und abhängig von der Art der verwendeten Detektoren.

 

Zwei verschiedene Arten von Detektoren werden üblicherweise verwendet: Photomultiplier Tubes (PMTs) oder Charge Coupled Device (CCD)-Spektrometer.

 

Der PMT-basierte Microplate Reader benötigt Tools zur Auswahl der Wellenlängen zwischen Lichtquelle und Probe. Optische Filter oder Monochromatoren selektieren die gewünschte Wellenlänge, bevor das Licht auf die Probe trifft. Auf diese Weise wird nur das Licht mit der gewünschten Wellenlänge durch die Probe hindurchgeleitet, erreicht das PMT und wird quantifiziert.

 

Um Spektren oder eine Auswahl von Wellenlängen zu scannen, benötigt der PMT-basierte Microplate Reader einen Monochromator. Dieser wählt die gewünschten Wellenlängen aus und misst sie sequentiell über mechanische Bewegung. Für Messungen mehrerer diskreter Wellenlängen sind mehrere Einzelmessungen mit verschiedenen Filtern oder ein Monochromator-Scan erforderlich.

 

Der CCD-Spektrometer-basierte Microplate Reader benötigt kein Tool zur Auswahl von Wellenlängen. Das Spektrometer trennt die verschiedenen Wellenlängen, die in dem von der Probe durchgelassenen Licht vorhanden sind, während diese zum CCD-Detektor geleitet werden. Dadurch wird die Intensität aller Wellenlängen auf einmal erfasst. Auf diese Weise können einzelne oder mehrere diskrete Wellenlängen bis hin zu ganzen Spektren in kurzer Zeit erfasst werden.

 

Wenn Ihre Applikationen die Aufnahme von Spektren erfordern, sind CCD-Spektrometer deutlich schneller als Monochromatoren, da eine mechanische Spektralabtastung nicht erforderlich ist.
 

BMG LABTECH Geräte sind mit einem UV/vis-Spektrometer für Absorptionsmessungen ausgestattet. Dieses ermöglicht die Erfassung eines vollständigen Absorptionsspektrums von 220 bis 1000 nm in weniger als einer Sekunde pro Well.

 


Kompatible Mikroplattenformate
In der Regel werden in Life-Science-Applikationen grundlegende Absorptionsassays wie ELISAs in 96-Well Mikroplatten gemessen. Wenn Sie jedoch eine Vielzahl an Proben haben und/oder wertvolle Reagenzien oder Zeit sparen möchten, können auch 384- und 1536-Well Formate verwendet werden. Vergewissern Sie sich hierfür, dass der Absorbance Microplate Reader Ihrer Wahl auch in der Lage ist, das von Ihnen geplante Mikroplattenformat zu lesen.


 
Schütteln und Inkubation
Bei der Suche nach einem Absorbance Microplate Reader sollten Sie die Art Ihrer Forschung und des Assays, den Sie durchführen möchten, berücksichtigen. Generell gelten Schütteln und Inkubation als zwei wichtige Funktionen. Inkubation ist von entscheidender Bedeutung, wenn enzymatische Assays bei stabilen Temperaturen, wie z.B. 37 °C, durchgeführt werden sollen. Verschiedene Schütteloptionen ermöglichen eine gute Durchmischung der Proben. Für Applikationen wie Zellwachstums-Assays von Bakterien- oder Hefe-Kulturen (OD600) ist Schütteln entscheidend für eine gute Sauerstoffzufuhr und folglich eine schnelle Zellvermehrung.

 


 
Kompatibilität mit Küvetten
Traditionell wurden Absorptionsmessungen in Küvetten mit einer normierten Schichtdicke von 1 cm durchgeführt. In Mikroplatten ändert sich die Schichtdicke in Abhängigkeit von Volumen und Plattenformat. Wenn wässrige Lösungen gemessen werden, kann die Messung von Mikroplatten mit Hilfe von Wasser-Peak Weglängenkorrektur normiert werden. Wenn Sie trotz dieser Möglichkeit für Ihre Forschung gelegentlich Proben in Küvetten messen müssen, achten Sie darauf, dass der Microplate Reader Ihrer Wahl entweder über einen integrierten Küvettenschacht wie der SPECTROstar Nano oder über Plattenadapter für die horizontale Messung von Küvetten wie die LVis Plate verfügt.

 

 

Software zur Datenreduktion
Oft wird die Software, die den Microplate Reader betreibt,  als entscheidende Komponente des Gesamtpakets unterschätzt. Während sie bei einigen Readern nur den Messprozess steuert und eine Rohdatenausgabe liefert, kann sie in anderen Fällen auch komplexe Datenanalysen durchführen.

 

Eine umfassende, einfach zu bedienende und flexible Software kann das Leben erleichtern und sowohl Detektion als auch Datenanalyse vereinfachen, so dass Sie das Beste aus Ihrem Gerät herausholen können.

 

Zu den nützlichsten Berechnungsfunktionen gehören die automatische Blank-Subtraktion, die automatische Berechnung von Probenkonzentrationen auf der Grundlage von Standardkurven für ELISA-Assays oder des Beer-Lambert-Gesetzes, 260/280-Verhältnisse, sowie Weglängenkorrekturen und enzymatische Konstanten wie Km und Vmax.

 

Im Softwarepaket von BMG LABTECH verfügen die gängigsten Assays über vordefinierte Quick-Run Assay-spezifische Protokolle und spezielle Datenreduktionsvorlagen. Durch diese integrierten Lösungen werden die Datenerfassung und -analyse mit einem einzigen Mausklick durchgeführt, sodass Forscher ihre Experimente schnell und einfach durchführen können.

Unsere Absorbance Microplate Reader

 

Absorptionsdetektion kann mit den Plate Readern PHERAstar FSX, CLARIOstar Plus, FLUOstar, POLARstar und SPECTROstar Omega sowie SPECTROstar Nano durchgeführt werden.

 

Alle unsere Absorbance Microplate Reader sind mit einer leistungsstarken Xenon-Blitzlampe und einem CCD-Spektrometer ausgestattet.

 

BMG LABTECH war das erste Unternehmen, das ein UV/vis-Spektrometer anstelle von Filtern oder Monochromatoren für die Absorptionsdetektion eingesetzt hat.  Nach Beleuchtung der Probe mit einer Hochleistungs-Xenon-Blitzlampe erfasst das ultraschnelle UV/vis-Spektrometer von BMG LABTECH das gesamte Spektrum anstelle von nur einer bestimmten Wellenlänge. Es erfasst alle Wellenlängen von 220 bis 1000 nm mit einer Auflösung von 1 - 10 nm in weniger als 1 Sekunde pro Well.

 

Alternativ ist für den FLUOstar Omega eine filterbasierte Absorptionsdetektion (PMT-basiert) verfügbar.

Welche Assays können mit einem Absorbance Microplate Reader gemessen werden?

Die Absorption ist einer der beliebtesten Detektionsmodi für Life-Science-Applikationen. Dementsprechend gibt es auf dem Markt eine Vielzahl von Kits und Reagenzien für die unterschiedlichsten Applikationen und Assay-Typen, die ein Absorbance Microplate Reader sowohl als single- als auch als multi-mode Gerät abdecken kann. Mehrere kolorimetrische Assays wurden direkt für die Verwendung in einem Microplate Reader entwickelt oder adaptiert.

 

Eine der am häufigsten angewandten Applikationen ist die Quantifizierung von DNA/RNA bei 260 nm. Weiterhin ist es auch möglich, spezifische Proteine in Lösung zu quantifizieren, typischerweise durch einen Enzyme-linked Immunosorbent Assay (ELISA). Zur Messung des gesamten Proteingehalts einer Probe stehen mehrere kolorimetrische Methoden zur Verfügung. In unserem Blog-Artikel "Protein measurement: find a suitable method" finden Sie detaillierte Beschreibungen von Bradford-, BCA- und anderen Methoden sowie Tipps, die Ihnen die Auswahl erleichtern.

 

Weitere Applikationen, für die Absorbance Microplate Reader eingesetzt werden können, sind die Messung des Zellwachstums von Bakterien und Hefen durch Messung der "optischen Dichte bei 600 nm" (OD600) oder der Zell-Viabilität durch kolorimetrische Assays.

 

Beispiele für Messungen mit BMG LABTECH Absorbance Microplate Readern:

Im Folgenden finden Sie Beispiele für Extinktionsmessungen, die mit BMG LABTECH Microplate Readern durchgeführt wurden:

 

Hier finden Sie eine vollständige Liste der Application Notes zum Thema Absorption.