仪器发展新趋势 - 体积越来越小,功能越来越强[选购宝典]

【字体: 时间:2017年02月09日 来源:生物通

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  随着新颖仪器的不断出现,实验室的空间已变得越来越宝贵。仪器开发商也注意到这一点,开始设计体积小巧、功能强大的仪器。在这一期的《BioTechniques》上,Nathan Blow就带我们了解一些新上市的的小仪器。

生物通报道  随着新颖仪器的不断出现,实验室的空间已变得越来越宝贵。仪器开发商也注意到这一点,开始设计体积小巧、功能强大的仪器。在这一期的《BioTechniques》上,Nathan Blow就带我们了解一些新上市的的小仪器。

智能显微镜

两个月前,Nikon公司推出了最新版本的ECLIPSE倒置显微镜 – Ti2。在一系列新功能中,有一项是“辅助向导(Assist Guide)”。这是一个集成系统,可从显微镜的各个传感器收集数据,以确定设置是否有误。除了警告用户,系统还能自动更正某些错误,从而设置理想的实验。

Ti2是开发人员多年研发的成果,他们的目标是简化细胞成像,让显微镜更为直观。Nikon的营销经理Lynne Chang表示,辅助向导的动机是为新手用户提供简单而一致的方法,同时帮助高级用户快速排除错误,提供详细的元数据,以提高数据重复性。

通过自动化来提升成像体验,Nikon并不是唯一一家。Leica公司也提供了倒置显微镜DMi8平台。这款显微镜具有“智能自动化”的功能,这样用户在改变方法后,显微镜会自动调整照明设置、亮度和光圈位置。

小巧测序仪

多年来,DNA测序仪一直依赖荧光标记核苷酸的成像来分析碱基组成。这种方法意味着测序仪必须拥有复杂的检测器和高速的照相机。为了开发出一种更小巧、更便宜的测序仪,一些研究人员决定另辟蹊径。

纳米孔测序则是一种十分巧妙的方法。它让非常长的DNA链通过极小的开口(也就是纳米孔)。随着每个碱基穿过纳米孔,它产生了不同的电荷差。通过读取这些电荷差,序列可以被快速解码,而不需要成像,节省了时间和成本,也减少了仪器占用的空间。

Oxford Nanopore的MinION测序仪就是这样一款纳米孔测序仪。它的大小和U盘类似,重量不足100克,与其他那些重达数百磅的测序系统形成了鲜明对比。对于这样一款小巧的测序仪,人们既抱有希望,又心生怀疑。的确,早期的MinION测序仪也存在一些问题:它的产量低,准确性只有75%。

为了改善性能,Oxford的开发人员将重点放在两方面:纳米孔之间的传感和帮助DNA穿过纳米孔的酶。通过这些改进,如今,DNA穿过纳米孔的速率已提高到每秒450个碱基,且碱基识别也大大改善。在去年秋天,纳米孔测序达到了一个重要的里程碑 – 研究人员首次报告了利用Oxford Nanopore技术的人类全基因组测序。而在此之前,一些不太复杂的小型微生物的基因组测序已有报道。

尽管体积小巧是MinION的一个明显优势,但它现在的参数也相当引人注目。据介绍,单个流动槽可产生5-10 Gb的序列数据,而成本仅为1000美元。单次读取运行的准确性已上升至90%以上,且两条链同时测序的一致准确性可以达到99.96%。如此看来,纳米孔测序已经调整到了合适的步伐。

流式细胞仪

如今,流式细胞仪不再是中心实验室的标配,也开始进入个人实验室。因此,小型的流式细胞仪愈发引人关注。美国ACEA Biosciences公司最近推出了桌面式的Novocyte流式分析仪。

据首席技术官Xiaobo Wang介绍,在过去流式细胞仪所使用的的光学平台是很大的,这使得仪器占用的空间也很大。不过,随着激光技术的进步,较小的仪器并不意味着检测参数较少。目前的固态激光器要小得多,但它们仍然带来了一台高品质的仪器。光电倍增管及其他检测器也是如此。

“这些新的流式细胞仪采用最新的光学元件,包括激光器、光电探测器以及电子处理芯片,这对仪器的大小和质量有着重要的影响,”Wang说。Novocyte系统具有3种激光器,最多可以检测15个参数。不过,对于流式细胞仪的某些部分,目前还是存在效率和尺寸之间的博弈。

总的来说,如今各种体积小巧的仪器为研究人员提供了新的选择。不仅仅是释放空间,这些显微镜、DNA测序和流式分析方面的最新进展正为科学研究带来新的方法。也许,这个迷你实验室正是生命科学所需要的。(生物通 薄荷)

原文检索

BIG LABS AND TINY INSTRUMENTS
BioTechniques, Vol. 62, No. 1, January 2017, pp. 8–12

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