可見光與螢光 Microplate Reader 差異比較

可見光與螢光 Microplate Reader 差異比較

可見光(吸收光)Microplate Reader螢光 Microplate Reader 都屬於微量盤分析儀 (Microplate Reader) 的分類。其中,吸收光型 Microplate Reader 因常用於 ELISA 檢測,習慣上常被稱為「酵素免疫分析儀 (ELISA Reader)」;而螢光 Microplate Reader 則因偵測原理不同,通常另稱為「螢光微量盤分析儀」或「多功能微量盤分析儀」。兩者所偵測的物理訊號不同(吸收光 vs. 螢光強度),因此在光學架構、光源設計、靈敏度與應用範圍上皆有所差異。本篇文章將帶您一探究竟。


可見光(吸收光)Reader 與螢光 Reader 最根本的差異在於「偵測的物理訊號不同」:前者測量光被樣本吸收後的減少量,後者測量樣本受激發後主動發出的螢光訊號。訊號本質不同,也連帶影響光路架構與所依循的物理定律。

  可見光(吸收光)Reader 螢光 Reader
偵測訊號 樣本吸收特定波長光的程度 (Absorbance, OD 值) 樣本受激發後所發出的螢光強度 (Fluorescence Intensity)
光路方式 單一光路
光源穿透樣本,偵測器測量穿透後剩餘的光量
雙波長系統
光源以特定波長激發樣本 (Ex),偵測器測量樣本發出的螢光 (Em),激發與發射波長不同
遵循定律 Beer-Lambert 定律 螢光發射強度與螢光團濃度、量子產率有關

兩者雖然都需要光源,但因偵測原理不同(穿透光 vs. 激發螢光),對光源的強度、光譜特性、穩定性與發光方式的要求也不同。簡要說明如下:

  • 強度需求不同:螢光訊號本身強度遠低於激發光,只有極小部分激發光會被螢光團吸收並轉換成螢光發射出來(量子產率通常遠小於 1)。因此螢光 Reader 需要高強度、寬光譜的光源,氙氣閃光燈能提供比鎢鹵素燈更高的瞬間光強度,才能激發出足夠強的螢光訊號供偵測器捕捉。吸收光檢測則是直接測量穿透光的衰減程度,不需要極高強度光源,鎢鹵素燈的穩定連續光即可滿足需求
  • 光譜純度與波長選擇需求不同:吸收光檢測只需選定單一波長(如 450 nm)量測,對雜散光要求較低。螢光檢測需要精準分離激發波長與發射波長,若光源在發射波長附近仍有殘留能量(雜散光),會與微弱的螢光訊號混疊,造成背景值偏高、靈敏度下降。因此螢光 Reader 對光源光譜的乾淨程度要求更高,常搭配高品質的激發濾光片 (Excitation Filter) 或單色儀 (Monochromator) 來提升波長選擇的精準度。
  可見光(吸收光)Reader 螢光 Reader
光源強度需求 不需要極高強度光源 需要高強度、寬光譜的光源
常用光源 鎢鹵素燈 (Tungsten-Halogen Lamp) 氙氣閃光燈 (Xenon Flash Lamp)
光源波長涵蓋範圍 約 340–800 nm
(涵蓋部分紫外光至可見光)
約 230–850 nm
(涵蓋紫外光至近紅外光,範圍更廣)
光源發光方式 連續發光 (Continuous) 脈衝式閃光 (Pulsed Flash)*
光譜純度要求 較低 較高
*螢光 Reader 使用脈衝式光源設計的好處:氙氣閃光燈採瞬間高強度脈衝閃光(而非持續發光),可降低樣本因持續曝光造成的光漂白 (Photobleaching) 與螢光衰減,減少對樣本的加熱效應。且因不需持續點亮,燈泡使用壽命也較長。

 其他常見光源選項

  • LED 光源:部分較簡易或成本導向的機型(尤其是專用型螢光 Reader)會使用特定波長的 LED 作為激發光源,優點是壽命長、發熱少、無需暖機。
  • 雷射光源:少數高階或特殊應用機型(如共軛焦式螢光掃描)會用雷射作為激發光源,提供極窄波段、高強度、高聚焦度的激發光,但成本較高,多用於特殊應用而非一般常規酵素免疫分析儀。

現今許多多功能 (Multi-mode) Reader 會採用氙氣閃光燈作為單一光源,同時支援吸收光與螢光檢測,透過內部濾光片組合單色儀切換波長與偵測模式,兼顧兩種檢測需求,不必配置兩套獨立光源系統。


  • 可見光機型:只需光源(鎢燈或 LED)、偵測器、一組濾光片或單色儀,光垂直穿過樣本孔測吸光值即可,架構相對簡單。
  • 螢光機型:需要激發濾光片 (Excitation filter) 與發射濾光片 (Emission filter) 兩組濾光片,或使用單色儀分開激發光與發射光,避免激發光直接被偵測器接收造成雜訊。部分螢光機型使用雙色鏡 (Dichroic mirror) 將激發光與發射光分離,架構較複雜、成本較高。
  可見光(吸收光)Reader 螢光 Reader
光學架構 光源 → 濾光片/單色儀 → 樣品 → 偵測器(如光電二極體 Photodiode) 高能量光源 → 激發濾光片/單色儀 → 樣品 → 發射濾光片/單色儀 → 高靈敏度偵測器(如光電倍增管 PMT)

  • 吸收光偵測靈敏度通常在 μM 等級,適合中高濃度樣本。
  • 螢光偵測靈敏度遠高於吸收光,可偵測到 pM~nM 等級的低濃度物質。

  • 吸收光檢測:可用透明盤
  • 螢光檢測:建議使用黑色不透明盤,避免相鄰孔洞間的螢光訊號互相干擾 (cross-talk) 與背景螢光。

  • 吸收光檢測:只需設定單一偵測波長(如 450 nm、570 nm)。
  • 螢光檢測:需同時設定激發波長 (Ex) 與發射波長 (Em) 兩個參數(例如 Ex/Em = 535/587 nm)。

  • 可見光 Reader:價格較低,是最基礎、最普及的機型,適合傳統比色法 ELISA、蛋白質定量(如 BCA、Bradford)、細胞生長和細胞毒性實驗(如 MTT、CCK8、LDH)等。
  • 螢光 Reader:價格較高,但功能較全面,除可做螢光檢測外,通常也能相容吸收光檢測(多功能 Reader),適合高靈敏度需求(如螢光 ELISA、細胞螢光探針分析、分子交互作用檢測等)。
  可見光(吸收光)Reader 螢光 Reader
儀器價格 較低 較高
應用實驗 比色法 ELISA
蛋白質定量(如 BCA、Bradford)
細胞生長和細胞毒性實驗(如 MTT、CCK8、LDH)
螢光 ELISA
細胞螢光探針分析
分子交互作用檢測(如 TR-FRET、HTRF、BRET、FP)
通常亦相容吸收光檢測實驗
推薦型號 INNO
INNO-M
RT-6100
RT-6900
INNO-S
INNO-H

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