专利名称：利用可见光激发荧光样本的装置的制作方法
技术领域：
本发明关于利用可见光激发荧光样本的装置。详言之，本发明关于一种应用史奈 尔定律(Snell' s Law)以可见光激发以荧光剂染色的生物样本的装置，改善激发过程中的 信噪比。
背景技术：
蛋白质体学(Proteomics)可能是当前生物科学研究领域中最具吸引力的学科之 一。在高通量的分离与辨识技术均有长足进步的情况下，已可利用蛋白质组学辨识出实验 组与对照组或病理样本与健康样本间具有表达差异或经不同方式改性的蛋白质。蛋白质为 信号传递过程中的终端表达分子，可较其核苷酸前驱物更直接反应细胞的生理反应，因而 在生命科学研究与医学诊断中备受重视。然而，某些被称为稀有讯息标的的蛋白质(如干 扰素、淋巴介质及荷尔蒙受体)不仅量少且难以侦测，为现代分子生物学带来极大困难，因 为目前虽有适用于核苷酸的聚合酶链锁反应(PCR)等放大技术，但并无可放大蛋白质的放 大技术。由于某些稀有讯息蛋白质对现代医学极为重要，若能开发出高灵敏度的侦测方法 将有助于辨识这些蛋白质。 聚丙烯酰胺凝胶电泳法应为最广为使用的蛋白体组学技术之一。此外，二维电泳 法(2-DE)因可根据个别蛋白质的等电点及分子量同时分离复杂的蛋白质组，近来也已成 为蛋白质体学中另一常用方法。若欲利用诸如质谱测定法等技术辨识具有表达差异的蛋白 质，必须使用适当的蛋白质凝胶染色技术方可使聚丙烯酰胺凝胶中的蛋白质带或点显色。 考马斯亮蓝染料结合法虽然使用方便，但在许多情况下，并无法使微量的蛋白质色带或色 点显色。而诸如银染色法或以咪唑锌盐进行负染等高灵敏度染色法虽可让少至1纳克的蛋 白质色带或色点显色，但染色的动态范围较不理想，且尚有质谱兼容性的问题。近来，诸如 SYPRO Ruby、De印Purple、Flamingo与Krypton染剂等蛋白质凝胶荧光染剂因敏感度极高 且动态范围较比色法宽，已广泛应用于各种蛋白质体学试验。此外尚有他种蛋白质凝胶荧 光染剂可作为荧光蛋白质组显色之用，例如Pro-QDiamond与Pro-Q Emerald。
为照亮蛋白质凝胶中的荧光信号，必须以适当波长的光激发与蛋白质分子结合的 荧光团。举例而言，Typhoon Trio激光凝胶扫瞄机(GE Healthcare)中的高能蓝光激光 (488纳米)便可有效激发以SYPRO Ruby染色的凝胶中的4，7-二苯基邻菲咯啉钌(II )复 合物(bathophe薩throline complex of ruthenium( II))，其中该复合物为激发曲线出现 双峰现象(激发波长为280与450纳米，发射波长为610纳米)的荧光团。最近已有人使 用装设发光二极管(LED)的平价CCD摄影机凝胶成像系统取代昂贵的激光凝胶扫瞄机，这 些成像系统的实例包括由DNR(以色列耶路撒冷)生产的MF-ChemiBIS、由Avegene (中国 台湾省台北市)生产的LIAS ChemX以及由Fujifilm(美国康乃狄克州斯坦福(Stamford) 市)所生产的LAS-4000。在成像过程中，为取得具有低背景、高质量的凝胶影像，必须适当 滤除因激发光透射或反射所造成的噪声。例如在扫描以SYPRORuby染色的凝胶或为其摄影 时，通常均使用琥珀色滤镜(610纳米长通滤镜或宽带通滤镜)为蓝光激光或蓝光滤波。
在某些情况下，例如欲以人工方式从以荧光剂染色的蛋白质凝胶中检出色带或色 点时，荧光信号必须可直接目视检出。然大部分的凝胶成像设备，例如激光凝胶扫瞄机，均 采封闭系统的设计，不适合进行人工实作程序。紫外线(UV)透照箱由于其长波长(UVA)及 短波长(UVB)的紫外线均可激发特定荧光团，不失为可满足上述需求的装置。目前许多实 验室均使用UVB透照箱以直视方式观察经SYPRO Ruby染色的凝胶中的荧光信号。然而，紫 外线透照箱装置至少具有三项缺点。其一，操作员直接且长期暴露在紫外线辐射区中，即使 使用适当的安全防护装备仍有潜在危险。其二，紫外光并无法有效激发所有荧光团。某些 染剂中的荧光团，例如Flamingo与Krypton中的荧光团，其最大激发波长较短，约为270与 320纳米，因此几乎无法通过紫外线透照箱以人工方式检视以这些染剂染色的色带或色点。 其三，大部分荧光团均可能因紫外光的诱发而产生光褪色的现象，例如De印Purple的荧光 经紫外光照射后的半衰期约仅有六分钟。凝胶中的微弱荧光信号经长时间暴露于紫外光之 后，大多愈趋微弱，最后甚至无法以目视测知。 根据近期研究报告，蓝光透照箱可作为紫外线透照箱的理想替代品，以供直视观 察蛋白质凝胶中的荧光信号。目前市面上至少有三种蓝光透照箱产品，包括由客莱儿化学 研究公司(Clare Chemical Research,美国科罗拉多州多洛雷斯(Dolores)郡)所生产的 Dark Reader、由爱微根公司(Invitrogen，美国加州卡尔斯巴(Carlsbad)市)所生产的 Safe Imager以及由UVP公司(美国加州阿普兰(Upland)市)所生产的Visi-Blue透照 箱。以上三种蓝光透照箱均以高频宽蓝光激发荧光团，并使用橘色或琥珀色滤镜滤除散射 的蓝光。这些设备已用于激发诸如SYPRO 0range、 SYPR0 Ruby以及SYBR Green等染剂中 的荧光团。蓝光透照箱装置除可供直视观察以荧光剂染色的蛋白质凝胶，尚可设计为手灯 或整合式透照箱-电泳单元。Clare Chemical Research公司甚至已设计出琥珀色的滤光 玻璃以利蓝光透照箱的运作。 若与经由紫外线透照箱而取得的目视结果相比，蓝光透照箱所产生的荧光信号大 多较弱。其原因在于高频宽蓝光的激发效果逊于紫外光。此外，由蓝光透照箱所发射的蓝 光通常均以橘色或琥珀色的厚滤镜(0. 5至1. 0公分)进行滤波，而此滤镜也会吸收部分荧 光信号。因此，在使用蓝光透照箱时，蛋白质凝胶中的微弱荧光信号有时难以通过直视观察 检出，因而导致蓝光透照箱的应用范围有限。
发明内容
本发明在此提出一种利用背光式蓝光板照亮聚丙烯酰胺蛋白质凝胶或其类似物 中的荧光信号的装置，借以改善激发过程中的信噪比。据本发明的实施例显示，该装置适于 观测多种以荧光剂染色的蛋白质凝胶，可使某些微弱的荧光信号得以肉眼检出，且不需使 用滤镜。
此利用背光式蓝光板使得以直视观察蛋白质凝胶中荧光信号的装置包括
用以导光的透明板；及 至少一个光源，设于该透明板旁，致使放置于该装置的透明板上的荧光样本可受 该透明板依史奈尔定律所折射及反射的光激发，通过该装置的光折射作用改善激发过程中 的信噪比。
图1A为显示本发明装置的构造的示意图； 图IB图IH为比较本发明装置与其它装置观测以荧光剂染色的蛋白质凝胶的效果 示意图； 图2为显示本发明背光式蓝光板装置中所有可能的光径示意图； 图3为针对以SYPRO Ruby染色的凝胶，以量化方式比较其成像于本发明背光式蓝
光板上的影像以及由激光凝胶扫瞄机成像的影像； 图4为显示本发明背光式蓝光板的应用图，其中该背光式蓝光板用于观察以SYBR
Safe染色的DNA凝胶。 附图标记说明 玻璃制透明板 10 凝胶 20 蓝光冷阴极荧光灯管30 黑色背景 40 塑料盖板 50
具体实施例方式
材料与方法_预备程序 取得商用标准蛋白质混合物(GE Healthcare,美国新泽西州皮斯卡特维 (Piscataway)镇)，其包含兔肌肉肝醣磷酸化酶b (GP)、牛血清白蛋白(BSA)、鸡蛋卵白蛋白 (OVA)、牛红细胞碳酸酐酶(CA)、大豆胰蛋白胸抑制剂(TI)及牛乳白蛋白(LAC)。将该蛋白 质混合物连续两倍稀释，使其中总蛋质含量从4， 000纳克降至7.8纳克，然后以15%聚丙烯 酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)分离该蛋白质混合物。所有电泳程序均依标准规范进行，仅略做 修改。接着以SYPRORuby、 SYPRO Tangerine、 SYPRO Orange (Invitrogen，美国纽约州大岛 (Grandlsland)镇)与De印Purple (GE Healthcare,美国新泽西州Piscataway镇)中的 任一种染剂，依制造商的指示说明处理电泳蛋白质凝胶。
凝胶成像及凝胶影像分析 背光式蓝光板，其设有两支各5瓦的线性蓝光冷阴极荧光灯管(CCFL) (2000勒克 斯，30公分)。并从Clare Chemical Research(美国科罗拉多州Dolores郡)购得型号 为Dark Reader DR-88的蓝光透照箱。为直接观察以荧光剂染色的蛋白质凝胶，在此以琥 珀色压克力板(l.O公分厚)作为滤镜，以滤除透射或折射的蓝光。装有相同琥珀色压克 力板(2.0公分厚)的数字相机(CanonA700)用于拍摄凝胶影像，且均使用相同的摄影参 数，即曝光时间为4秒，光圈为8。另备有紫外线透照箱(TD-2000E，365纳米/312纳米， Spectronics，美国纽约州韦斯特伯里(Westbury)村)以进行同步试验。
此夕卜，以SYPRO Ruby或De印Purple染色的凝胶另以激光凝胶扫瞄机(Typhoon Trio， GE Healthcare,美国新泽西州Piscataway镇)搭配488或532纳米的激发激光及 610(30)纳米的带通滤镜成像。
本发明的背光式蓝光板总成 本发明的背光式蓝光板总成如图1A所示，由下往上依序包括黑色背景40、玻璃制透明板10以及凝胶20，两支蓝光冷阴极荧光灯管30则设于玻璃制透明板10旁作为光源。 黑色背景40置于玻璃制透明板10下方以提供较佳的对比效果。塑料盖板50则置于玻璃 制透明板10上方以阻绝不需要的折射光。上述背光式蓝光板可以不到70美元的价格线性 蓝光冷阴极荧光灯管30可为另一个光色(也即白色)的可见光光源。本发明以蓝光为例， 但不限于使用蓝光。再者，透明板10可为薄玻璃或塑料板，唯其厚度应小于1公分。该光 源可为线性冷阴极荧光灯管或发光二极管，且该光源可为可见光或不可见光。
使用不同照明装置观察以荧光剂染色的蛋白质凝胶 首先以本发明的背光式蓝光板及习用的蓝光透照箱分别照亮以荧光剂染色的蛋 白质凝胶，并比较两者的结果。在评估过程中选用一般最常用的蛋白质凝胶荧光染剂SYPRO Ruby (激发波长/发射波长=280及450纳米/610纳米)。经试验发现，背光式蓝光板对 于以SYPRO Ruby染色的蛋白质凝胶具有优异的成像效果，所得影像的荧光信号强且背景值 低。即使色带内的蛋白质含量低至5纳克，仍可通过琥珀色滤镜或滤光玻璃直视观察这些 色带(参见图1B，三角形1表示4.5纳克的碳酸酐酶)。相较之下，相同凝胶通过蓝光透照 箱所观察到的荧光信号较少也较弱(图1C)。举例而言，在图1C中，可以目视观察的SYPRO Ruby染色色带其最低的蛋白质含量为18纳克的碳酸酐酶(以专利申请的图片不是黑白的 吗？三角形2表示)。经多次试验后发现，在以SYPRO Ruby染色的凝胶中，通过背光式蓝光 板所测得的蛋白质信号强度至少为通过蓝光透照箱所测得的蛋白质信号强度的四倍。
几乎所有在凝胶中可由激光凝胶扫瞄机成像的SYPRO Ruby荧光信号(图ID)均 可通过背光式蓝光板以肉眼检视，证明可利用背光式蓝光板以人工方式从以SYPRO Ruby染 色的蛋白质凝胶中重新检出原本含量较低的蛋白质。长期暴露在可见蓝光中不仅对操作员 无害，对荧光团也无害，因为在试验过程中并未观测到以SYPRO Ruby染色的蛋白质凝胶出 现光褪色的现象，即使将其留置在背光式蓝光板上达一小时也复如此(在此未显示相关数 据)。经试验发现，在背光式蓝光板装置中，蛋白质凝胶的边缘始终亮着可见蓝光，但在蓝光 透照箱装置中并无此现象。此出现在蛋白质凝胶边缘的蓝光为蓝光在其所照亮的蛋白质凝 胶内全反射的结果(参见图2B)，并未显著干扰蛋白质色带的观测。在此同样值得一提的 是，即使不使用滤镜或滤光玻璃，所有SYPRO Ruby荧光信号仍均可在背光式蓝光板装置中 以目视方式检出。但无论蓝光透照箱或紫外线透照箱均无法达到此直视观测的效果。此极 具优势的特色可让研究人员通过舒适且安全的程序，从某些以荧光剂染色的蛋白质凝胶中 以人工方式检出色带或色点。 使用背光式蓝光板观察蛋白质凝胶中的其它荧光信号 上述背光式蓝光板装置可供清楚检视多种荧光染剂的信号，因此可在蛋白质体学 实验中发挥多种功能。举例而言，以SYPRO Tangerine (激发波长/发射波长=300及490 纳米/640纳米)及SYPRO Orange (激发波长/发射波长=300及470纳米/570纳米) 处理的电泳凝胶，其结果均可利用背光式蓝光板清楚检视(图1E与图1F)。此外，也可通 过上述背光式蓝光板装置清楚检视具有低激发系数的荧光团，例如De印Purple中的荧光 团(激发波长/发射波长=532纳米/610纳米，e 二20，000)(在图1G中以黑白方式显 示)。几乎所有在凝胶中可由激光凝胶扫瞄机成像的De印Purple荧光信号(在图1H中 以黑白方式显示)均可通过背光式蓝光板以肉眼直接检视。在评估过程中的所以未选用另 外两种常用的蛋白质凝胶荧光染剂Krypton(激发波长/发射波长=518纳米/552纳米)
6及Flamingo (激发波长/发射波长=515纳米/545纳米)的原因在于其所搭配使用的琥
珀色滤镜在理论上可能滤除波长约550纳米的发射信号。此外，其所用来自冷阴极荧光灯
管的高频宽蓝光也可能无法提供足够的激发能量，但却产生显著的背景噪声。 简而言之，就目前普遍使用的SYPR0 Ruby与De印Purple染剂而言，上述背光式
蓝光板装置对于以这些荧光剂染色的蛋白质凝胶的成像效果(图IB与图1G)均较一般常
用的UVA或UVB透照箱的成像效果更为清楚。另一方面，在使用蓝光透照箱时，以这些荧光
剂染色的蛋白质凝胶的整体观测亮度较低(图1C)。用以对发射蓝光进行滤波的橘色或琥
珀色厚滤镜或许也吸收显著的荧光信号量，致使蛋白质凝胶内的微弱荧光信号在蓝光透照
箱中难以被测出。 利用背光式蓝光板观察以SYBR Safe染色的DNA凝胶 方法长度介于50bps与3Kbps之间的DNA梯状条带标记经连续两倍稀释后，先 以7.5X聚丙烯酰胺凝胶加以分离，再以SYBR⑧Safe DNA染色套组(Invitrogen)使其 显色。各梯状条带标记的最大长度列于图4左侧。然后借由背光式蓝光板的照明，为以 SYBR Safe染色的DNA凝胶摄影。
本发明背光式蓝光板中的光径 背光式蓝光板法以史奈尔定律为基础。此方法曾用于全内反射荧光显微术 (TIRFM)，在观察载玻片上的物体时，将荧光信号对背景噪声的比值最佳化。以下将讨论光 从蓝光冷阴极荧光灯管30进入玻璃制透明板10的路径，以说明本发明所提供的目视观察 效果。 在背光式蓝光板的应用中所涉及的临界角(9 c)包括下列数种 9 C(玻璃空气):玻璃与空气间的临界角; 9 C(玻璃麵酷胺)玻璃与聚丙烯酰胺凝胶间的临界角； 9 C(刚舰胺空气)聚丙烯酰胺凝胶与空气间的临界角。
(1)入射角e =< 9c(玻璃空气) 由于玻璃的折射率(11玻璃=1. 5)大于空气的折射率(!1空气=1. 0)，因此，从玻璃制 透明板10射出的光唯有在入射角9小于临界角9c(玻璃空气)41.8。 ( = sin—、n空气/n玻璃) =sin—、1/1.5))的情况下方得以折射角^，折射至空气中。举例而言，若蓝光的入射角e工 为40° ，则该蓝光将以新的折射角74.6。 (sin40。 X 1. 5 = sin74. 6° X 1. 0)折射至空 气中(图2A，路径1)。由于蓝光冷阴极荧光灯管30位于背光式蓝光板装置中非常薄(厚 度小于5毫米)的玻璃制透明板10旁，因此，蓝光从玻璃制透明板10折射而出的位置距玻 璃制透明板10边缘的距离将不大于3.33毫米(5毫米Xtan41.8。)，且该折射光将被塑 料盖板50(图1A)阻挡。若蓝光的入射角92等于临界角ec(SJg:s，)41.8° ，则该蓝光将 完全折射，且行进方向平行于玻璃制透明板10(图2A，路径2)。在玻璃制透明板10中，所 有由蓝光冷阴极荧光灯管30所发射且入射角大于临界角ec(SJg:s，)41.8°的蓝光均将被 反射，并在玻璃制透明板IO内行进，其行进方式与在光纤内的行进方式相同。因此，若将黑 色背景40置于玻璃制透明板10下方(图1A)，即使在已启动蓝光冷阴极荧光灯管30的情 况下，大部分的玻璃制透明板10 (也即距玻璃制透明板10边缘约3毫米以上的部分)仍显 略暗。因此，在观察任何放置于背光式蓝光板上的物体时，理论上均不应有光平行于观察者 的视线。
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(2) e c(玻璃空气) <入射角e =< 9c(玻璃丙稀酷胺) 聚丙烯酰胺凝胶的主成份为水及丙烯酰胺，因此，特定聚丙烯酰胺凝胶的折射率 需视凝胶的浓度而定。就发明人所知，目前尚无丙烯酰胺晶状粉末的折射率测量值，但已知 类似物质，即聚2-甲基丙烯酸甲酯(又称压克力)的折射率为1. 49。由于水的折射率为 1. 33，可合理假设大部分聚丙烯酰胺凝胶的折射率介于1. 33与1. 49之间。未明确标定浓度 的聚丙烯酰胺凝胶的折射率经测量为1.47。但无论如何，聚丙烯酰胺凝胶的折射率np^酰胺 必大于n空气且小于n玻璃。若将折射率为1.4的聚丙烯酰胺凝胶置于玻璃制透明板10上，蓝
光冷阴极荧光灯管30所发射的光在入射角e小于ec(玻璃丙稀酷胺)eo.r ( = sin-、n丙稀酷
K/nsjg) = sin—、1.4/1. 5))的情况下将折射至该凝胶内。因此，在上述的背光式蓝光板装
置中，唯有由蓝光冷阴极荧光灯管30所发射且入射角e介于4i.s。与eo. r之间的光将 以对应的折射角e，折射至聚丙烯酰胺凝胶内。例如，在玻璃制透明板io与凝胶20的界面
中，若蓝光的入射角93为45° ，则该蓝光将以新的折射角e3，=49.3° (sin45。 X 1. 5 = sin49.3° XI. 4)折射至凝胶中(图2B，蓝色的路径3)。由于新的入射角03* (等于其对等 内角D大于临界角9 c(丙烯酰胺空气)(45.9。 = sin—、n空气/n丙烯酰胺))，因此，若将以荧光剂 染色的蛋白质凝胶放置于背光式蓝光板上，折射至凝胶内且未激发荧光团的蓝光将不会直 接折射至空气中，而以全反射的方式在凝胶内行进，直到其到达凝胶的垂直侧边为止。就此 界面而言，上述蓝光可具有另一入射角93，,= 40. 7° (90° -49.3° =40.7° )，其值小于 临界角9 c(丙稀酷胺空气)45.9。。因此，此蓝光终将以新的折射角65.9° (sin40.7° X 1. 4 =sin65.9° X1.0)折射至空气中。以上说明或可解释聚丙烯酰胺凝胶边缘所亮的蓝光 (图1B)。若蓝光的入射角94等于临界角eC(SJg:ra#stBO60. 1° ，则该蓝光将折射并沿平 行于玻璃制透明板10的方向行进(图2B，路径4)。 综言之，若蓝光自蓝光冷阴极荧光灯管30射出后，其主入射角93大于临界角
9c(sSig:g，)但小于临界角ec(s^:pWMO，则该蓝光将从玻璃制透明板10折射至聚丙烯
酰胺凝胶20内，继而由空气全反射，最后从凝胶20的边缘射出。在此假设上述所有蓝光均 不经凝胶20的表面射出。(3) ec(玻璃丙稀酷胺) <入射角e 就玻璃制透明板10与聚丙烯酰胺凝胶20的界面而言，由蓝光冷阴极荧光灯管30
所发射且入射角e大于临界ec(SJg:ra#stK)60. r的光应由凝胶全反射至玻璃制透明板
10内，最后经由玻璃制透明板10的边缘射出。举例而言，若蓝光的入射角95为62° ，则 该蓝光将被凝胶全反射，最后再以另一入射角95， = 28° (90° -62° )射入玻璃制透明 板IO的边缘，并以折射角e5，,= 44.8° (sin28。
X 1. 5 = sin44. 8° X 1. 0)从该边缘射 出(图2C，路径5)。部分接近平行的蓝光应由蓝光冷阴极荧光灯管30以更大的入射角e 直接射入聚丙烯酰胺凝胶20。此部分蓝光理应由凝胶全反射至玻璃制透明板IO内，最后 再经由玻璃制透明板10的边缘射出。举例而言，若蓝光的入射角96为84° ，则该蓝光最 终将以入射角96， = 6° (90° -84° )射入玻璃制透明板10的边缘，并以折射角e6 = 9° (sin6° X1.5 = sin9° X 1. 0)从该边缘射出(图2C，路径6)。
以荧光剂染色的蛋白质凝胶于背光式蓝光板上摄影成像后的影像质量评估
本发明检视凝胶在背光式蓝光板上经摄影成像后所得的影像是否适合定量分析。 在进行此项评估时，以SYPRO Ruby染色的凝胶于背光式蓝光板上摄影成像(图IB)或利用
8激光凝胶扫瞄机成像(图ID)，再将所得影像转换为16位灰阶正像(图3A与图3B)，然后 以一维影像分析软件加以评估。以该两种方式取得的影像具有相近的效果，均呈现理想的 蛋白质染色动态范围。在色带强度与蛋白质实际含量(其范围介于纳克与微克之间)之间 存在极佳的线性关系(图3C与图3D)。此外，以该两种方式取得的影像也具有类似的灰阶 分布(灰阶直方图)(图3E与图3F)。可从以上信息得知，背光式蓝光板法或为一种可直接 观察蛋白质凝胶中荧光信号的有效装置，且为一种经济而可靠的激发光源，适合为凝胶摄 影以供分析之用。
结论 在上述的背光式蓝光板装置中，唯有由蓝光冷阴极荧光灯管30所发射且主入射 角大于临界角9c(玻璃空气)但小于临界角9c(玻璃麵酷胺)的蓝光将从玻璃制透明板10折 射至聚丙烯酰胺凝胶20内，继而在凝胶内全反射，最后从凝胶的边缘射出(图2，路径3)。 其它蓝光则直接折射至空气中(图2，路径1)或最终经由玻璃制透明板10的边缘射出(图 2，路径2、4、5与6)。由蓝光冷阴极荧光灯管30所发射的蓝光完全不会直射观察者的眼睛。 而此即为试验中不需滤镜或滤光玻璃即可在背光式蓝光板上目视荧光信号的最可能原因。 此外，以本发明所取得的凝胶影像，其质量(信号强，背景噪声比低)也优于以蓝光透照箱 所取得者(图1B与图1C)。试验结果显示，本发明的装置不仅安全、经济、方便，更可有效照 亮以荧光剂染色的蛋白质凝胶。 在此必须说明，材料对光的折射率随光的波长而改变。特定材料对不同波长(入) 的光的折射率(n)可由以下的色迈耶尔方程式(Sellmeier equation)推导而得
n2 (入)=l+Bi入7 (入2-C》+B2入7 (入2_C2) +B3入7 (入2_C3)
其中Bp B2、 B3及Q、 C2、 C3为由试验取得的色迈耶尔系数。 举例而言，玻璃(Si02)对波长为350纳米、450纳米、550纳米及650纳米的光 的折射率分别为1. 56560、 1. 55257、 1. 54599及1. 54210，而空气对这些光的折射率分别为 1. 000284、 1. 000279、 1. 000277及1. 000276。故同一种材料对波长较长的光的折射率小于 对波长较短的光的折射率。然而，光的临界角并不因上述波长与折射率的关系而显著改变。 举例而言，在玻璃与空气的界面中，波长为350纳米、450纳米、550纳米及650纳米的光的 临界角经测量分别为39.7。 、40.1° 、40.3°及40. 4° 。因此，即使输入光具有不同波长， 本发明背光式蓝光板装置的应用也不受限制。上述中琼脂糖凝胶(agarose gel)也可被选 用。 总结通过背光式蓝光板的照明，不仅可目视观察以荧光剂染色的蛋白质凝胶，也 可目视观察以SYBR⑧染色的DNA凝胶。借由本发明的装置，可以肉眼观察少至2纳克的 DNA (图4，方块表示所观察到的最少量DNA色带)。因此，相较于紫外线透照箱，背光式蓝光 板法不仅安全而方便，更具有多元用途，可用于照亮多种生物样本中的荧光信号。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
权利要求
一种利用可见光激发荧光样本的装置，其特征在于，包括用以导光的透明板；及至少一个光源，设于该透明板旁，致使放置于该装置的透明板上的荧光样本能受该透明板依史奈尔定律(Snell’s Law)所折射及反射的光激发，通过该装置的光折射作用改善激发过程中的信噪比。
2. 根据权利要求1所述的利用可见光激发荧光样本的装置，其特征在于，所述样本为 以荧光剂染色或标记的DNA、蛋白质。
3. 根据权利要求1所述的利用可见光激发荧光样本的装置，其特征在于，所述透明板 下方设有黑色背景。
4. 根据权利要求1所述的利用可见光激发荧光样本的装置，其特征在于，所述样本上 方设有以阻隔不规则折射光的滤镜。
5. 根据权利要求1所述的利用可见光激发荧光样本的装置，其特征在于，所述透明板 为薄玻璃或塑料板。
6. 根据权利要求1所述的利用可见光激发荧光样本的装置，其特征在于，所述光源为 线性蓝光冷阴极荧光灯管(CCFL)或发光二极管(LED)。
7. 根据权利要求1所述的利用可见光激发荧光样本的装置，其特征在于，所述装置上 涂以聚丙烯酰胺凝胶或琼脂糖凝胶。
8. 根据权利要求7所述的利用可见光激发荧光样本的装置，其特征在于，所述样本由 SYPRO Ruby、De印Purple、 Fl咖ingo、Krypton染剂、Pro_Q Di咖ond、Pro_Q Emerald、SYBR Safe及SYPRO Safe其中之一染色。
9. 根据权利要求1所述的利用可见光激发荧光样本的装置，其特征在于，所述透明板 的厚度小于1公分。
10. 根据权利要求1所述的利用可见光激发荧光样本的装置，其特征在于，所述光源为 可见光或不可见光。
全文摘要
本发明涉及一种利用可见光激发荧光样本的装置，即利用背光式蓝光板照亮聚丙烯酰胺蛋白质凝胶或其类似物中的荧光信号的装置，借以改善激发过程中的信噪比。据本发明的实施例显示，该装置适于观测多种以荧光剂染色的蛋白质凝胶，可使某些微弱的荧光信号得以肉眼检出，且不需使用滤镜。此利用背光式蓝光板得以直视观察蛋白质凝胶中荧光信号的装置包括用以导光的透明板；及至少一个光源，设于该透明板旁，致使放置于该装置的透明板上的荧光样本可受该透明板依史奈尔定律所折射及反射的光激发，通过该装置的光折射作用改善激发过程中的信噪比。
文档编号G01N21/64GK101782519SQ200910000530
公开日2010年7月21日 申请日期2009年1月15日 优先权日2009年1月15日
发明者陈立明, 陈翰民 申请人:陈翰民;陈立明