一、检测原理概述

Multiskan GO 的核心检测原理是光与物质的相互作用。当特定波长的光照射到样品时，样品分子会对光进行吸收、反射、散射或发射。仪器通过精密的光学系统和信号探测器，对这些光学变化进行定量测量，从而获得与样品性质相关的数据。

主要检测方式包括：

1. 吸光度检测（Absorbance Measurement）
   基于比尔-朗伯定律，测量光在样品中传播时的衰减程度。

2. 荧光检测（Fluorescence Measurement）
   通过激发光引发分子发射特定波长的光，并测量发射强度。

3. 发光检测（Luminescence Measurement）
   测量样品在化学反应中自发释放的光信号，不需要外部激发光源。

二、光学系统构成与功能

1. 光源
   Multiskan GO 配备高稳定性氙灯或宽谱 LED 光源，波长范围覆盖 200–1000 nm，可满足紫外至近红外检测需求。氙灯的优势是光谱范围宽且强度均匀，而 LED 光源的优势在于能耗低、寿命长。

2. 单色器
   光源发出的宽谱光经过单色器（如衍射光栅或滤光片），分离出目标波长的窄带光。波长分辨率可达 1 nm，确保精确选择实验所需的检测波长。

3. 样品仓与微孔板
   样品仓用于放置标准 96 孔或 384 孔微孔板。光路设计确保每个孔的光程一致，避免因位置不同造成的检测误差。不同颜色和材质的微孔板（透明、黑色、白色）用于不同的检测模式。

4. 探测器
   根据检测模式的不同，Multiskan GO 采用高灵敏度光电二极管或光电倍增管（PMT）：

• 光电二极管：适合吸光度测量，响应速度快、稳定性高。

• PMT：适合荧光和发光检测，能检测极低强度的光信号。

5. 信号处理模块
   探测器采集到的光信号经过模数转换（ADC）转为数字信号，再由内置处理器计算吸光度、荧光强度或发光值，最终输出实验结果。

三、吸光度检测原理

1. 比尔-朗伯定律
   吸光度（A）与样品浓度（c）、光程长度（l）和摩尔吸光系数（ε）之间的关系为：

   $$A=\epsilon \cdot c\cdot l$$

   Multiskan GO 测量透过光强（I）与入射光强（I₀）的比值，计算吸光度：

   A=−log⁡10(I/I0)A = -\log_{10}(I/I₀)A=−log10(I/I0)

2. 多波长测量
   Multiskan GO 支持单波长、双波长和光谱扫描模式：

• 单波长：适用于已知最大吸收峰的检测。

• 双波长：用于扣除背景或浊度干扰。

• 光谱扫描：在一定波长范围内测量完整光谱，适合未知样品的峰值寻找。

3. 应用场景

• ELISA（酶联免疫吸附试验）

• 蛋白质定量（BCA、Bradford、Lowry 法）

• 核酸定量（DNA/RNA 在 260 nm 波长下检测）

四、荧光检测原理

1. 激发与发射过程
   荧光分子吸收特定波长的光子后，从基态跃迁到激发态，随后回到基态时释放出波长较长的光子。激发光与发射光之间的波长差称为斯托克斯位移。

2. 光路设计

• 激发光由光源产生并通过激发滤光片选定波长。

• 样品吸收激发光后发射荧光。

• 发射光通过发射滤光片进入探测器，避免激发光直接进入探测器造成干扰。

3. 信号强度影响因素

• 荧光量子产率（分子将吸收光转化为发射光的效率）

• 样品浓度

• 光路和滤光片质量

• 背景荧光抑制

4. 应用场景

• 荧光标记物检测（FITC、Cy3、Alexa 系列）

• 荧光探针用于离子、pH 或生物分子检测

• 高灵敏度核酸染料检测（PicoGreen、SYBR Green）

五、发光检测原理

1. 化学发光
   由化学反应产生的激发态分子返回基态时释放光子，不需要外部光源。例如，辣根过氧化物酶（HRP）催化化学底物产生光信号。

2. 生物发光
   由生物体内的酶-底物反应产生光，如荧光素酶（Luciferase）与荧光素（Luciferin）反应发光。

3. 光学检测特点

• 因无外部激发光，背景信号极低。

• 光信号通常是瞬态的，需要探测器快速响应。

• 多用于超高灵敏度检测，甚至可以检测单分子事件。

4. 应用场景

• 化学发光免疫分析（CLIA）

• 荧光素酶报告基因实验

• ATP 含量测定

六、数据处理与计算方法

1. 背景扣除
   对照孔或空白孔的信号值从样品信号中扣除，消除系统和环境噪声影响。

2. 标准曲线拟合
   通过测量已知浓度标准品的信号，建立浓度-信号曲线（线性或非线性拟合），然后用该曲线计算未知样品浓度。

3. 信噪比（SNR）计算
   评估信号与背景噪声的比例，用于判断检测可靠性。

4. 双波长计算公式

   Aresult=Amain−AreferenceA_{result} = A_{main} - A_{reference}Aresult=Amain−Areference

   主波长（A_main）测量目标信号，参考波长（A_reference）用于消除背景影响。

七、影响检测精度的关键因素

1. 光源稳定性
   光强波动会直接影响吸光度或荧光强度测量的重现性。

2. 光学部件清洁度
   灰尘、指纹、微孔板划痕都会导致光散射，降低精度。

3. 样品质量
   气泡、沉淀物会改变光的传播路径，造成误差。

4. 环境干扰
   外界光线、温度波动、电磁噪声都可能影响检测结果。

5. 软件算法
   数据平滑、拟合方法和噪声滤除策略都会影响最终结果的稳定性与精度。

八、Multiskan GO 检测原理的综合优势

1. 多模式兼容
   在同一平台上支持吸光度、荧光、发光等多种检测原理，减少实验室设备投资。

2. 高速与高精度
   单孔测量时间短，波长切换迅速，且波长精度高达 ±1 nm。

3. 灵活的数据采集
   支持端点法、动力学测量、光谱扫描等模式，满足多种实验需求。

4. 高灵敏度与宽动态范围
   在荧光和发光检测中可实现极低检测限，同时保持较宽的浓度检测范围。

九、总结

赛默飞酶标仪 Multiskan GO 的检测原理融合了光学、电子、信号处理等多项技术，通过精确的光源控制、精准的波长选择和高灵敏度探测，实现对吸光度、荧光和发光信号的高效测量。其基于物理光学的多模式检测原理，既能满足基础生物化学定量分析，又能支持高灵敏度痕量检测和动力学研究。在科研与应用检测中，理解这些原理不仅有助于正确使用仪器，还能指导实验设计、优化检测条件，从而获得可靠、可重复的实验数据。