凝膠成像由CCD攝像系統(tǒng)和暗箱組成的硬件和不斷發(fā)展的計(jì)算機(jī)軟件組成。
1．硬件的發(fā)展
(1)CCD影像系統(tǒng)：這是凝膠成像分析系統(tǒng)的核心裝置。CCD是一種矽晶片，能將光的影像元素轉(zhuǎn)換為電子量，使影像數(shù)值化以后作為電腦影像處理或儲(chǔ)存。 ccD有videoCcD相機(jī)和高性能ccD相機(jī)兩種。前者即電視規(guī)格攝像機(jī)，通常用于一般影像分析，但無數(shù)值影像處理功能。后者為科學(xué)用CCD系統(tǒng)，可以獲得高解析度，高動(dòng)態(tài)范圍，低噪聲的影像，特別是近幾年使用的冷卻式ccD攝像系統(tǒng)，大大降低了暗電荷，幾乎達(dá)到無噪聲的境界。其分辨率可以從幾十萬達(dá)到幾百萬個(gè)圖像元素。
(2)暗箱：現(xiàn)代已由簡單的紫外線uV透射暗箱發(fā)展成為多功能的暗箱，箱內(nèi)雙側(cè)安裝白燈，可以進(jìn)行反射分析，也可以安裝254衄反射uV燈，用于TLC板分析，黑板上擱置白板，可以進(jìn)行白光透射的測量。
2．軟件的發(fā)展
針對生命科學(xué)的多種實(shí)驗(yàn)要求，不斷發(fā)展升級(jí)的計(jì)算機(jī)軟件，是凝膠成像分析系統(tǒng)成為當(dāng)代生物化學(xué)與分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)研究*的主要設(shè)備原因。
(1)1D區(qū)帶分析：一維軟件可分辨50多條區(qū)帶，根據(jù)峰圖顯示，可以準(zhǔn)確的選定峰值，刪除泳帶的拖尾現(xiàn)象，獲得比較準(zhǔn)確的積分吸光度，進(jìn)行定量計(jì)算，如圖一蛋白質(zhì)的分析。
（圖一）蛋白質(zhì)的分析圖像
(2)分子量(MW)與遷移率(RF)的計(jì)算：電泳和層析形成的區(qū)帶和斑點(diǎn)，其RF值可以自動(dòng)進(jìn)行測定計(jì)算。蛋白質(zhì)和核酸(DNA和RNA)的MW，在有標(biāo)準(zhǔn)分子量的區(qū)帶存在下，可以直接自動(dòng)計(jì)算。蛋白質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)分子量一般有高、中、低三種，DNA的標(biāo)準(zhǔn)分子量有DNAEcoRⅠ和DNAHindⅢ及100b kb等幾種。若軟件內(nèi)無所需的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，可重新編輯輸入。如圖二與表1 DNA的分析結(jié)果。
（圖二）酵母染色體DNA的分析圖像（泳道1為標(biāo)準(zhǔn)DNA分子量）
(3)斑電的分析有圓形和矩形分析兩種方法。據(jù)斑點(diǎn)大小，可以調(diào)整半徑、長短邊，獲得每個(gè)斑點(diǎn)積上的積分光密度。
(4)2D點(diǎn)密度分析，是近年來針對生命科學(xué)發(fā)到后基因組時(shí)代，出現(xiàn)的蛋白質(zhì)組分析設(shè)計(jì)的軟件此軟件可選定區(qū)域設(shè)定灰度、計(jì)算光密度、確定像素對上千個(gè)雙向電泳斑點(diǎn)進(jìn)行量的分析。如圖三對雙向電泳的分析。更高一級(jí)2D軟件，能自動(dòng)識(shí)別、定量比較2D蛋白質(zhì)凝膠圖像，自動(dòng)計(jì)算2D凝膠匕蛋白質(zhì)點(diǎn)的分子量和PI值，進(jìn)行蛋白質(zhì)匹配，與自動(dòng)切割蛋白質(zhì)點(diǎn)工作站相連接，快速進(jìn)行蛋白質(zhì)組的分析。
（圖三）蛋白質(zhì)的雙向電泳
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