凝胶成像系统：荧光成像和白光成像在原理上有什么区别？

光源及激发原理

• 荧光成像：需要使用特定波长的激发光源，如紫外光或可见光中的某些特定波长光。荧光基团在吸收激发光的能量后，电子从基态跃迁到激发态，处于激发态的电子不稳定，会迅速回到基态，并以发射荧光的形式释放出能量，发射光的波长通常比激发光长。例如，常用的绿色荧光蛋白（GFP），在蓝光或紫外光的激发下，会发射出绿色荧光。

• 白光成像：使用的是普通的白色光源，如钨丝灯、荧光灯或 LED 白光灯等。白光包含了可见光范围内的各种波长的光，其作用是提供均匀的照明，使凝胶中的样品能够被观察到。

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样品与光的相互作用

• 荧光成像：主要依赖于样品中荧光标记物的荧光发射特性。只有标记了荧光基团的目标分子或本身具有荧光特性的物质才能产生荧光信号被检测到。例如在核酸电泳实验中，若使用了荧光染料如 EB（溴化乙锭）来标记核酸，EB 插入到核酸分子的碱基对之间，在紫外光激发下发出荧光，从而显示出核酸在凝胶中的位置和分布。

• 白光成像：基于样品对白光中不同波长光的吸收、散射和透射等物理现象。样品中的不同成分对白光的吸收和散射程度不同，从而产生明暗对比，形成图像。例如，在考马斯亮蓝染色的蛋白质凝胶中，蛋白质与染料结合后，对白光的吸收增强，与未结合染料的凝胶部分形成对比，使蛋白质条带可见。

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成像检测原理

• 荧光成像：通过配备的荧光滤光片组和高灵敏度的探测器来捕捉荧光信号。滤光片组能够选择性地让特定波长的激发光通过照射样品，同时阻挡其他波长的光，只允许荧光发射光通过并到达探测器。探测器将荧光信号转化为电信号或数字信号，经过处理后在显示器上呈现出荧光图像，图像中荧光强度反映了样品中荧光标记物的含量或分布情况。

• 白光成像：利用普通的光学成像原理，通过镜头将样品反射或透射的白光聚焦到探测器上，探测器记录下光的强度和颜色信息，形成彩色或黑白的图像。成像过程中通常会有一些光学元件来调节光线的强度、方向和聚焦程度，以获得清晰的图像。