Was ist Lumineszenz?
Lumineszenz ist die Emission von Licht durch eine Substanz als Ergebnis einer chemischen Reaktion (Chemilumineszenz) oder einer enzymatischen Reaktion (Biolumineszenz).
Die Detektion der Lumineszenz ist optisch einfacher als die Detektion der Fluoreszenz, da sie keine Lichtquelle oder bestimmte Optik für die Anregung benötigt.
Abbildung 1 – Flash- und Glow-Reaktion
Die Lumineszenz kann entweder eine „Flash“- oder eine „Glow“-Reaktion sein, je nach kinetischem Profil. Die Flash-Lumineszenz erzeugt für kurze Zeit, üblicherweise Sekunden, ein sehr helles Signal. Die Glow-Lumineszenz emittiert ein stabileres, aber üblicherweise weniger intensives Signal, das mehrere Minuten oder Stunden anhalten kann. Die Flash-Lumineszenz erfordert ein Detektionssystem mit Injektoren, die das Substrat kurz vor der Durchführung einer Messung zur Reaktion hinzugibt, so dass das Signal nicht verpasst wird. Für die Lumineszenz werden im Allgemeinen weiße Mikroplatten empfohlen, da sie Licht reflektieren und das Signal maximieren. (Siehe Abbildung 1)
Vorteile der Lumineszenz
Die Lumineszenz ist im Vergleich zur Absorption und Fluoreszenz eine außerordentlich beliebte Detektionsplattform für viele Anwendungen. Da die Hintergrund-Interferenz (Autofluoreszenz von Verbindungen, Medien und Zellen) gering ist, bietet sie im Allgemeinen einen breiteren dynamischen Bereich und eine höhere Sensitivität. Darüber hinaus nutzen Lumineszenz-Assays oftmals ein homogenes Protokoll (ohne Waschschritte), was ihre Automatisierung für High-Throughput-Anwendungen einfacher gestaltet.
Überblick Lumineszenz
Definition Lumineszenz
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Wie funktioniert die Lumineszenzdetektion?
Im Gegensatz zur Fluoreszenz, bei der ein Molekül infolge der Anregung durch eine externe Lichtquelle Licht emittiert, wird Lumineszenz durch eine chemische oder biologische Reaktion erzeugt, zum Beispiel durch ein Enzym und sein Substrat. Das daraus entstehende Licht kann von einer Photomultiplier-Röhre (PMT, photomultiplier tube) detektiert werden. In dieser werden Photonen so zu Elektronen umgewandelt, dass der entstehende Strom proportional zur Menge an Licht ist. Die Messung des Signals wird in relativen Lichteinheiten (RLU, relative light units) ausgegeben.
Wie funktioniert die Lumineszenzdetektion?
Im Gegensatz zur Fluoreszenz, bei der ein Molekül infolge der Anregung durch eine externe Lichtquelle Licht emittiert, wird Lumineszenz durch eine chemische oder biologische Reaktion erzeugt, zum Beispiel durch ein Enzym und sein Substrat. Das daraus entstehende Licht kann von einer Photomultiplier-Röhre (PMT, photomultiplier tube) detektiert werden. In dieser werden Photonen so zu Elektronen umgewandelt, dass der entstehende Strom proportional zur Menge an Licht ist. Die Messung des Signals wird in relativen Lichteinheiten (RLU, relative light units) ausgegeben.
Wie funktioniert ein Luminometer?
Wenn eine Lumineszenzreaktion in einer Mikroplatte angesetzt wird, wird ein Luminometer (oder Lumineszenz-Mikroplatten-Reader) verwendet, um die Menge des produzierten Lichts zu messen. Die Mikroplatte wird in eine lichtdichte Messkammer eingesetzt und das Licht aus jeder Vertiefung wird durch eine PMT detektiert. Lumineszenz-Messungsergebnisse werden in RLU ausgegeben.
In den meisten Lumineszenzanwendungen wird das Gesamtlicht, das von der Probe produziert wurde, gemessen – ohne die Isolation bestimmter Wellenlängen. Für andere Anwendungen wie BRET kann ein Lumineszenz-Platten-Reader jedoch auch mit Filtern oder Monochromatoren ausgestattet werden. Diese ermöglichen die Isolation bestimmter Wellenlängen, um Bindungen oder andere biomolekulare Ereignisse zu messen.
Wie funktioniert ein Luminometer?
Wenn eine Lumineszenzreaktion in einer Mikroplatte angesetzt wird, wird ein Luminometer (oder Lumineszenz-Mikroplatten-Reader) verwendet, um die Menge des produzierten Lichts zu messen. Die Mikroplatte wird in eine lichtdichte Messkammer eingesetzt und das Licht aus jeder Vertiefung wird durch eine PMT detektiert. Lumineszenz-Messungsergebnisse werden in RLU ausgegeben.
In den meisten Lumineszenzanwendungen wird das Gesamtlicht, das von der Probe produziert wurde, gemessen – ohne die Isolation bestimmter Wellenlängen. Für andere Anwendungen wie BRET kann ein Lumineszenz-Platten-Reader jedoch auch mit Filtern oder Monochromatoren ausgestattet werden. Diese ermöglichen die Isolation bestimmter Wellenlängen, um Bindungen oder andere biomolekulare Ereignisse zu messen.
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NanoBRET / BRET
BRET (Biolumineszenz-Resonanzenergietransfer) ist eine Technik zur Messung von Protein-Protein oder Protein-Ligand-Interaktionen, die die Interaktion eines biolumineszenten Donors und eines Fluoreszenz-Akzeptors einschließen.
Die Detektion von NanoBRET-Signalen und die Analyse der daraus hervorgehenden Daten erfordert empfindliche Instrumente und eine fortschrittliche Software. Melden Sie sich hier an, um mehr zu erfahren:
NanoBRET / BRET
BRET (Biolumineszenz-Resonanzenergietransfer) ist eine Technik zur Messung von Protein-Protein oder Protein-Ligand-Interaktionen, die die Interaktion eines biolumineszenten Donors und eines Fluoreszenz-Akzeptors einschließen.
Die Detektion von NanoBRET-Signalen und die Analyse der daraus hervorgehenden Daten erfordert empfindliche Instrumente und eine fortschrittliche Software. Melden Sie sich hier an, um mehr zu erfahren:
Single- und Dual-Luciferase Reportergen-Assays
Reportergen-Assays sind wichtige Werkzeuge für die Untersuchung der Genexpression, die mit der Aktivierung zellulärer Signalwege im Zusammenhang steht. Zellen werden mit einem Plasmid transfiziert, das das Reportergen und eine zu untersuchende Sequenz trägt – üblicherweise ein Promotor oder ein anderes Transkriptions-Kontrollelement. Wenn der Promotor aktiviert wird, wird das Reportergen exprimiert und seine Menge kann bestimmt werden.
Erfahren Sie mehr über Dual-Luciferase-Reportergen-Assays:
Single- und Dual-Luciferase Reportergen-Assays
Reportergen-Assays sind wichtige Werkzeuge für die Untersuchung der Genexpression, die mit der Aktivierung zellulärer Signalwege im Zusammenhang steht. Zellen werden mit einem Plasmid transfiziert, das das Reportergen und eine zu untersuchende Sequenz trägt – üblicherweise ein Promotor oder ein anderes Transkriptions-Kontrollelement. Wenn der Promotor aktiviert wird, wird das Reportergen exprimiert und seine Menge kann bestimmt werden.
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Bahnbrechende Kundenerfolge
Die Universität Genf nutzt den SpectraMax® L Microplate Reader für Luciferase-basierte Assays
Um entscheidende Arbeiten an der Universität Genf zu unterstützen, nutzt die Gruppe von M. Yves Cambet eine Vielfalt an hochmodernen Mikroplatten-Readern, auch den SpectraMax L für Luciferase-basierte Assays.
Bahnbrechende Kundenerfolge
Die Universität Genf nutzt den SpectraMax® L Microplate Reader für Luciferase-basierte Assays
Um entscheidende Arbeiten an der Universität Genf zu unterstützen, nutzt die Gruppe von M. Yves Cambet eine Vielfalt an hochmodernen Mikroplatten-Readern, auch den SpectraMax L für Luciferase-basierte Assays.
Reaktive Sauerstoffspezies (ROS)
Reaktive Sauerstoffspezies (ROS, Reactive Oxygen Species) sind chemisch reaktive Moleküle, die Sauerstoff enthalten. In Eukaryoten werden diese Moleküle hauptsächlich während der aeroben Atmung gebildet und können Probleme wie DNA-Schäden und Lipidperoxidation verursachen, was letztendlich zu Zellschäden führt.
In dieser Application Note zeigen wir, wie die SpectraMax® Microplate Reader eingesetzt werden können, um ROS-Konzentrationen mit einem Lumineszenz-basierten Assay genauestens zu bestimmen.
Reaktive Sauerstoffspezies (ROS)
Reaktive Sauerstoffspezies (ROS, Reactive Oxygen Species) sind chemisch reaktive Moleküle, die Sauerstoff enthalten. In Eukaryoten werden diese Moleküle hauptsächlich während der aeroben Atmung gebildet und können Probleme wie DNA-Schäden und Lipidperoxidation verursachen, was letztendlich zu Zellschäden führt.
In dieser Application Note zeigen wir, wie die SpectraMax® Microplate Reader eingesetzt werden können, um ROS-Konzentrationen mit einem Lumineszenz-basierten Assay genauestens zu bestimmen.
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Zytotoxizitäts-Assay
Die Zytotoxizität wird oft als Antwort auf eine experimentelle Behandlung mit Wirkstoffen gemessen. Für die Identifizierung neuer therapeutischer Behandlungen oder das Verständnis zellulärer Signalwege, die sich auf die Gesundheit auswirken, ist es entscheidend, eine Methode zur Hand zu haben, mit der Zytotoxizität in behandelten Zellen einfach gemessen werden kann. Typische Indikatoren für Zytotoxizität umfassen den Gehalt an ATP in einer Zellpopulation und die Integrität zellulärer Membranen. Für beide Messungen steht eine Vielfalt von Mikroplatten-basierten Assays zur Verfügung.
Erfahren Sie mehr über Zytotoxizität in Zellen:
Zytotoxizitäts-Assay
Die Zytotoxizität wird oft als Antwort auf eine experimentelle Behandlung mit Wirkstoffen gemessen. Für die Identifizierung neuer therapeutischer Behandlungen oder das Verständnis zellulärer Signalwege, die sich auf die Gesundheit auswirken, ist es entscheidend, eine Methode zur Hand zu haben, mit der Zytotoxizität in behandelten Zellen einfach gemessen werden kann. Typische Indikatoren für Zytotoxizität umfassen den Gehalt an ATP in einer Zellpopulation und die Integrität zellulärer Membranen. Für beide Messungen steht eine Vielfalt von Mikroplatten-basierten Assays zur Verfügung.
Erfahren Sie mehr über Zytotoxizität in Zellen:
ATP-basierte Zellviabilitäts-Assays
Der SpectraMax® i3x MultiMode Microplate Reader von Molecular Devices bietet zusammen mit den Lumineszenz-Assays für Zellviabilität und Zytotoxizität eine empfindliche und schnelle Vorgehensweise, um die Anzahl lebender Zellen in Kultur zu bestimmen und die zytotoxischen Effekte einer experimentellen Behandlung zu quantifizieren.
Entdecken Sie den CellTiter-Glo Luminescent Cell Viability Assay und mehr:
ATP-basierte Zellviabilitäts-Assays
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Chemilumineszenter ELISA
Vaskuläre endotheliale Wachstumsfaktoren (VEGFs, vascular endothelial growth factors) sind eine Familie von sezernierten Polypeptiden, die mit der Entwicklung von Blutgefäßen in Säugetieren und mit Krankheitsprozessen, die mit einem abweichenden Wachstum von Blutgefäßen einhergehen, in Zusammenhang gebracht werden.
Erfahren Sie mehr über die chemilumineszente ELISA-Methode, die mit unserem Luminometer und unserer Datenerfassung- und Analysesoftware durchgeführt wird:
Chemilumineszenter ELISA
Vaskuläre endotheliale Wachstumsfaktoren (VEGFs, vascular endothelial growth factors) sind eine Familie von sezernierten Polypeptiden, die mit der Entwicklung von Blutgefäßen in Säugetieren und mit Krankheitsprozessen, die mit einem abweichenden Wachstum von Blutgefäßen einhergehen, in Zusammenhang gebracht werden.
Erfahren Sie mehr über die chemilumineszente ELISA-Methode, die mit unserem Luminometer und unserer Datenerfassung- und Analysesoftware durchgeführt wird:
Mykoplasmaüberwachung
Mykoplasmen, die kleinsten und einfachsten Prokaryoten, sind häufig vorkommende Kontaminanten in Zellkulturen. Eine Kontamination mit Mykoplasmen zeigt sich in verminderten Proliferationsraten und Veränderungen in zellulären Antworten, darunter der Genexpression.
Erfahren Sie, wodurch der MycoAlert Assay und der MycoAlert PLUS Assay von Lonza eine schnelle und komfortable Vorgehensweise bietet, um mit einem Lumineszenz-Mikroplatten-Reader lebende Mykoplasmen in Zellkulturen nachzuweisen
Mykoplasmaüberwachung
Mykoplasmen, die kleinsten und einfachsten Prokaryoten, sind häufig vorkommende Kontaminanten in Zellkulturen. Eine Kontamination mit Mykoplasmen zeigt sich in verminderten Proliferationsraten und Veränderungen in zellulären Antworten, darunter der Genexpression.
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Ressourcen für die Lumineszenz
Application Note
Messen Sie die p53-MDM2-Proteininteraktion mit der NanoBRET Technologie
Measure p53-MDM2 protein interaction with NanoBRET technology
Wir beschreiben hier die Validierung des SpectraMax® iD5 Reader mit dem NanoBRET™ PPI Control Pair, das aus den miteinander interagierenden Proteinen p53 und MDM2 besteht.
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Application Note
Überwachen Sie die Aktivierung von NF-κB auf dem SpectraMax iD5 Mikroplatten-Reader mit sensitiven Dual-Reporter-Assays
Monitor NF-κB activation with a sensitive dual reporter assay on the SpectraMax iD5 microplate reader
Reportergene sind wertvolle Werkzeug zur Untersuchung der Genexpression. Sie dienen als Ersatz für Gene, die an verschiedenartigen Signalwegen und Krankheitsbedingungen beteiligt sind. Luciferasen sind die am häufigsten …
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Application Note
Messung reaktiver Sauerstoffspezies mit SpectraMax Mikroplatten-Readern
Measuring reactive oxygen species with SpectraMax microplate readers
Reaktive Sauerstoffspezies (ROS, Reactive Oxygen Species) sind chemisch reaktive Moleküle, die Sauerstoff enthalten. In Eukaryoten werden diese Moleküle hauptsächlich während der aeroben Atmung gebildet und können Probleme …
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Application Note
Erfassen Sie die Expression der Dual-Luciferase auf dem FlexStation 3 Mikroplatten-Reader
Detect dual luciferase expression on the FlexStation 3 microplate reader
Reportergen-Assays sind wichtige Werkzeuge für die Untersuchung der Genexpression, die mit der Aktivierung zellulärer Signalwege im Zusammenhang steht. Die Zellen werden mit einem Plasmid, das den Reporter enthält, transfiziert …
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Application Note
MycoAlert Mykoplasma-Detektions-Assays auf Mikroplatten-Readern von Molecular Devices
MycoAlert Mycoplasma Detection Assays on Molecular Devices Microplate Readers
Mykoplasmen, die kleinsten und einfachsten Prokaryoten, sind häufig vorkommende Kontaminanten in Zellkulturen. Symptome einer Kontamination mit Mykoplasmen umfassen eine verminderte Proliferationsrate …
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Application Note
Zytotoxizität in Zellen: Einfache Bestimmung per Lonza ViaLight Plus und ToxiLight BioAssays auf dem SpectraMax L Mikroplatten-Luminometer
Cytotoxicity in Cells: Easy Determination Using Lonza ViaLight Plus and ToxiLight BioAssays on the SpectraMax L Microplate Luminometer
Biolumineszente Zytotoxizitäts-Assays bieten dem Anwender erweiterte Nachweisgrenzen, höhere Geschwindigkeit und Genauigkeit, und sind gut dokumentiert. Gesunde Zellen behalten einen hohen konstanten ATP …
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Application Note
Dual-Luciferase-Assays in 96- und 384-Well-Formaten auf dem neuen SpectraMax L
Dual-Luciferase assays in 96- and 384-well formats on the new SpectraMax L
Reportergen-Assays werden angewendet, um die Expression eukaryoter Gene zu untersuchen. In Dual-Reportergen-Assays werden Zellen mit zwei Vektoren transfiziert, von denen der erste ein experimentelles …
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Application Note
Chemilumineszente VEGF ELISA mit dem SpectraMax L Mikroplatten-Luminometer
Chemiluminescent VEGF ELISA Using the SpectraMax L Microplate Luminometer
Vaskuläre endotheliale Wachstumsfaktoren (VEGF, vascular endothelial growth factor) sind eine Familie von sezernierten Polypeptiden, die mit der Entwicklung von Blutgefäßen in Säugetieren und mit Krankheitsprozessen, darunter …
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Application Note
Lumineszenz-Zellüberlebensfähigkeits- und -Zytotoxizitäts-Assays auf dem SpectraMax i3x Multi-Mode Mikroplatten-Reader
Luminescent cell viability and cytotoxicity assays on the SpectraMax i3x Multi-Mode Microplate Reader
Der CellTiter-Glo Assay von Promega verwendet das Enzym Luciferase, das ATP benötigt, um Licht zu erzeugen. Das Lumineszenzsignal, das in dem Assay erzeugt wird, hängt von der Menge an ATP in …
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Application Note
NanoBRET-Technologie auf dem SpectraMax i3x Multi-Mode Mikroplatten-Reader
NanoBRET Technology on the SpectraMax i3x Multi-Mode Microplate Reader
Protein-Protein-Interaktionen (PPI) sind für die zelluläre Funktion und Signaltransduktion unerlässlich. Es wurden viele Methoden angewendet, um PPIs zu untersuchen, darunter die Ko-Immunpräzipitation und Pull-down-Assays, sowie …