简介
科学的实验结果会受到很多因素的影响。因此，为了获得可靠且重现性高的结果，必须设定并提供稳定的实验条件，包括温度等环境因素。众所周知，根据范特霍夫方程的描述，化学反应速率的改变高度依赖温度的变化。然而，世界各地实验室内的温度会因当地气候、季节、甚至是在同一天的不同时间都存在很大差别（图1）。
多功能酶标仪是终点和动力学检测的常用工具，但酶标仪检测室内的温度不一定与室温相同。由于仪器内部的电子设备发热，可能会导致检测室内的温度高于环境温度4°C，特别是长时间运行的酶标仪。
迄今为止，唯一可行的是使用温度控制模块来加热多功能酶标仪，而不是将温度设定成室温或更低温度。这一做法可能会导致温度敏感性实验（如酶学分析）出现问题，随着时间的推移，实验结果的重现性会受到很大影响。此外，在检测过程中即使短短几分钟的温度上升也会降低实验的精确度。
作为Tecan首款拥有Te-Cool 制冷模块的Spark多功能酶标仪，能够很好地解决这一问题。这套温控系统可以冷却检测室，用户可将温度设定在18-42°C之间，从而确保无论何时何地都能获得稳定的实验条件。
材料与方法
在酶学实验中，萤光信号强度随温度发生改变
通过萤光素酶实验来评估酶的温度依赖性。将超纯的ADP添加到含有萤光素酶的反应缓冲液中。将20μl反应混合物加样到384孔板的边缘和中心孔中（见图2微孔板布局），剩余的孔加水。
微孔板在常温（22°C）下放置至少10分钟以上，在多功能酶标仪中测定不同温度（18、22°C（室温）、26°C和30°C）下的发光信号，并进行长达10分钟的终点和动力学检测（表1）。
酶学稳定性取决于温度的变化
酶分析实验的另一个关键点是酶活稳定性。为了验证升温会降低酶的稳定性，我们进行了一次连续的萤光素酶测定，对纯化的海肾萤光素酶和萤火虫萤光素酶进行了检测。将萤光素酶加样到96孔板中。微孔板放置在Spark酶标仪上，设置不同的温度（18°C、22°C（室温）、26°C和30°C），在加入100 μl相应底物后，连续10秒检测每种萤光素酶发出的信号（表2）。
结果
在酶学实验中，生物发光信号强度随温度发生改变
酶促反应中的转化率通常取决于温度的改变，温度升高反应速率会增加。在一个典型的发光激酶试验中，我们在检测不同温度下萤光素酶活性的变化中，发现了这一现象（图3）。温度每升高1°C，发光信号增强约10%。
在动力学测定中，当酶标仪平衡至室温时，室温下的微孔板中的发光信号是恒定的（图4A）。与初始值相比，当酶标仪内的温度升高，微孔板会被加热，从而产生更高的发光信号。在仅6分钟的检测时间内（该时间内可完成384孔板的检测），在高于室温4°C时发光信号增加了34%；在高于室温8°C时增加了78%；酶标仪在室温条件下操作，信号强度降低了2%。此外，在较高的温度下检测，结果的变异系数（CV值）显著增加（图4B）。
图 4：动力学检测中随时间变化的生物发光信号。在6分钟的测量时间内，由于孔内液体被加热，生物发光信号增加（A）。信号变化增大，测量结果的CV增大（B）。
酶学稳定性取决于温度的变化
实验温度的变化并非像我们预想的那样会影响酶的活性。一些酶在不同温度下的转化率可能会改变，而另一些酶的稳定性则会降低。针对萤火虫和海肾萤光素酶进行连续检测生物发光实验，将酶标仪置于不同的实验温度下，这一实验结果证实了该推论。该实验方法需要相对较长的检测时间，导致每个孔的检测时间约为30秒，整个96孔板大约需要45分钟。图5显示萤火虫萤光素酶的生物发光信号随着时间的推移而减少，这是由于蛋白质在高温下，尤其是在30°C下具有不稳定性（A）。相比之下，海肾萤光素酶没有受Spark酶标仪内温度的影响（B）。比较多个微孔板孔的CV值，温度对酶活性的影响变得很明显（图6）。
结论
本文的实验数据证实，温度通常是化学反应的一个重要参数，尤其是针对酶分析实验。本次研究使用三种不同的酶，作为酶活性潜在依赖于温度的样例。三种酶中有两种由于受到温度变化的强烈影响，导致活性改变或稳定性降低。因此，为了获得最佳的数据质量，实验过程中控制温度参数至关重要。
Spark多功能酶标仪的Te-Cool温度控制模块不仅可以加热酶标仪，而且可以制冷，甚至可以低于室温。该功能不仅可以满足实验所需的精确检测条件，还可以通过增强检测结果的可重现性和准确性来提高实验质量。无论何时何地，这个独特的制冷模块都可以帮助用户获得最优的实验结果。
参考文献
1) Atkins, Peter; De Paula, Julio (10 March 2006).Physical Chemistry (8th ed.). W.H. Freeman and Company. p. 212. ISBN 0-7167-8759-8
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