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Mikroplatten

Optimierte Mikroplatte für die Lumineszenzmessung

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Vergleich verschiedener Mikrotestplatten

Im Folgenden wurden Mikrotestplatten mit flachen Vertiefungen aus durchgängig weißem Polystyrol zweier verschiedener Hersteller mit den patentierten Mikrotestplatten von Porvair Sciences verglichen, die weiße Einzelvertiefungen mit einer Schwarzmatrix kombinieren (s. Abb. 1). Für diesen Vergleich wurde eine Lumineszenz-Analyse mithilfe des Luziferase-Enzyms des Leuchtkäfers angefertigt.

Es wurden Messungen mithilfe eines PolarStar Omega Mehrzweck-Spektrometers von BMG Labtech bei 510 nm mittels 5 µl einer Luziferin- und Leuchtkäfer-Luziferase-haltigen Lösung durchgeführt, die in Vertiefung C4 jeder Testplatte mit 96 Vertiefungen pipettiert wurde (s. Tabelle 1: Position P). Zur Reaktionsauslösung wurde ein 5-µl-Aliquot Wasserstoffperoxid hinzugefügt. Um das im Laufe der Zeit zerfallende lumineszente Signal zu berücksichtigen, wurden vier Messungen von jeweils einer Sekunde Dauer an jeder angrenzenden, leeren Vertiefung durchgeführt und gemittelt. Diese werden in Tabelle 1 als Zyklus 1, 2 und 3 angezeigt. Jeder Zyklus stellt eine Minute der verstrichenen Zeit seit der ersten Messung dar. Dies ist erforderlich, da das Luziferase-Signal rasch im Laufe von 8 bis 10 Minuten zerfällt und deshalb Messungen vorgenommen werden, bis das Signal auf fast 50 Prozent seiner anfänglichen Stärke zurückgegangen ist.

Bildergalerie

Die Messungen wurden an vier verschiedenen Arten von Vertiefungen vorgenommen:

  • X1: Vertiefungen mit einer gemeinsamen Wand zur Probevertiefung
  • X2: Vertiefungen mit einer gemeinsamen Ecke zur Probevertiefung
  • X3: Vertiefungen mit genau einer Zelle Abstand zur Probevertiefung
  • X4: Vertiefungen an der Ecke des Blocks, mit zwei Zellen Abstand zur Probevertiefung

Für jedes Experiment wurde nur eine neue, saubere Testplatte vorbereitet. Eine leere Platte vom jeweils selben Typ wurde für eine Hintergrundmessung zur Signal-Rauschberechnung genutzt.

Ergebnisse

Durch Einbindung von weißen Vertiefungen, die bis zu 18 Prozent TiO2 enthalten, in eine Matrix mit 1 Prozent Rußgehalt wird das optische Übersprechen innerhalb der neuen Testplatte praktisch ausgeschlossen.

Der berechnete Signal-Rauschabstand der Porvair Schwarz-Weiß-Testplatte mit 96 Vertiefungen betrug 192000:1 gegenüber 178000:1 bei einer durchgängig weißen Testplatte und ergab somit eine nützliche Steigerung des messbaren Signals von 7,5 Prozent gegenüber dem Hintergrund. In den der Reaktionsmischung am nächsten gelegenen Vertiefungen (Zellen X1) belief sich das gemessene Übersprechen bei der Porvair Schwarz-Weiß-Testplatte auf lediglich 0,026 Prozent gegenüber 0,041 Prozent und 0,048 Prozent bei den anderen beiden durchgängig weißen Testplatten – eine Verbesserung um 82 Prozent.

Bei Experimenten rund um das Lumineszenz-Übersprechen sind „Blanko“-Durchläufe mit einem Puffer oder Wasser weniger sinnvoll, da sich dabei keine sichtbaren Signale ergeben. Bei der Durchführung eines solchen Experiments ließe sich der entsprechende Messwert am Photodetektor entweder auf das in den Testbereich eindringende Streulicht oder auf den „Dunkelstrom“ zurückführen, welcher das kontinuierliche Quantenrauschen der Elektronik und der Elemente des Detektors widerspiegelt, das automatisch von der Geräte-Firmware korrigiert wird.

Fazit

Die Ergebnisse zeigen deutlich, dass die kombinierte Schwarz-Weiß-Testplatte von Porvair Sciences ein bedeutendes Potenzial zur Durchführung von Analysen auf geringer Luziferase-Basis im Rahmen des Screenings und der Arzneimittelforschung birgt. Die Kombination aus einer effektiven Unterdrückung durch Ruß und einem gesteigerten Reflexionsvermögen durch Titandioxid-Aufheller sorgt für einen verbesserten Signal-Rauschabstand und einen optimierten testplatteninternen dynamischen Bereich. So erhalten Anwender die Möglichkeit, Proben auf schwächere Resultate bzw. Proben mit geringerem Erfassungspotenzial oder schwächer konzentrierten Reagenzstoffen zu untersuchen.

*S. Knight, Porvair Sciences, Leatherhead/Großbritannien

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