Laborfluorimeter: Wie lassen sich Analyten mittels Fluoreszenz quantifizieren?

Das Fluorometer misst das nach der Anregung von einer Probe erneut emittierte Licht – eine hochselektive Technik zum Nachweis von Spuren bis in den Nanomolar-, teils sogar Picomolarbereich. In Routine und Forschung quantifiziert es DNA/RNA, Proteine und verfolgt Enzymkinetiken bei sehr geringem Grundrauschen. Je nach Bedarf lassen sich Küvetten, Mikroplatten oder Faseroptiken austauschen. Optiken mit Filtern oder Monochromatoren, PMT-Detektoren, Temperaturregelung und Analysesoftware – jeder Parameter beeinflusst die Empfindlichkeit, Wiederholbarkeit und Produktivität Ihrer Assays. Für komplexe Matrizen reduzieren front-face-Geometrien und zeitaufgelöste (TRF)-Messungen die Autofluoreszenz. Mit Dutscher wählen Sie das Instrument, das Leistung, Ergonomie und regulatorische Konformität in Einklang bringt.

Welche Typen von Fluorometern gibt es und wie funktionieren sie?

Fluoreszenz entsteht, wenn ein Molekül eine Wellenlänge absorbiert (Anregung) und bei längerer Wellenlänge wieder emittiert (Emission). Ein Fluorimeter trennt diese beiden Strahlengänge und misst die Intensität mit einem hochsensitiven Detektor (häufig PMT). Zwei Bauarten dominieren: Filter-basierte Modelle – schnell und robust – und Spektrofluorimeter mit einstellbaren Monochromatoren, die Anregungs-/Emissionsspektren scannen und EEM-Karten erzeugen können. Lesegeräte für Mikroplatten maximieren den Durchsatz (6 bis 1536 Wells) und integrieren oft TRF, FRET oder Polarisation. Die tragbaren Varianten mit Sonden ermöglichen In-situ-Messungen (Wasser, Bioprozesse). Für opake Matrizen umgehen Frontface-Messung und Lichtleitfasern den Inner-Filter-Effekt. Auf der Quellenseite: LED, Xenon oder Laser; auf der Detektionsseite: PMTs, Photodioden oder Kameras – je nach Anwendung.

Zentrale Auswahlkriterien: Nachweisgrenze und Dynamikbereich, Spektralbereich (z. B. 200–900 nm), Bandbreite, Streulichtunterdrückung, Stabilität, Regelung der Temperatur und Schütteln, Probenformate (Küvette, Mikrovolumen, Platte), Softwarefunktionen (Kalibrierkurven, instrumentelle Korrektur, IQ/OQ/PQ), Konnektivität und Wartung (Lampen, Filter).

Typ	Prinzip	Anwendungen
Spektrofluorimeter (Monochromatoren)	Scan von ?exc/?em, einstellbare Bandbreite	Forschung, EEM, detaillierte Spektralstudien, Quantenausbeute
Mikroplattenleser	LED-/Laser-Anregung, PMT-Detektion über mehrere Wells	Hochdurchsatz-Screening (HTS), DNA/RNA-Assays, TRF, FRET, Kinetiken
Tragbares Fluorimeter	Filteroptik + Sonde/Faser	Wasser, Chlorophyll, CDOM, Vor-Ort-Überwachung von Bioprozessen
TRF / Lifetime	Verzögerte Erfassung, zeitlicher Zerfall	Reduzierte Autofluoreszenz, TRF-Immunoassays, komplexe Matrizen

In welchen Anwendungsbereichen wird ein Fluorometer eingesetzt?

• Lebenswissenschaften: Quantifizierung von DNA/RNA, Proteinbestimmungen bei sehr niedrigen Konzentrationen, Enzymkinetik, FRET, Zellviabilität mit fluoreszenten Sonden.
• Pharmazeutisch: Screening von Wirkstoffkandidaten, TRF-Immunoassays, Chargenprüfung, Stabilitäts- und Photodegradationsstudien.
• Umwelt: Chlorophyll a, Phycocyanin, PAK, CDOM, Online-Monitoring über optische Fasern.
• Lebensmittel & Getränke: Riboflavin (B2), Mykotoxin-Assays per Immunfluoreszenz, Qualitätskontrolle von Milch und Getränken.
• Kosmetik: Bestimmung fluoreszenter Wirkstoffe, Penetrations- und Photostabilitätstests.
• Chemie & Materialien: Quantenausbeute, Solvatochromie, Nanopartikel und Quantenpunkte.
• Bioprozesse: Biomasse über Autofluoreszenz (NADH/FAD), Überwachung von Kulturen.

Die verschiedenen verfügbaren Typen von Fluorometern

Häufig gestellte Fragen zu Fluorometern

Worin unterscheiden sich Fluorimeter und Spektrofluorometer?
Das Spektrofluorometer stellt ?exc/?em über Monochromatoren ein und scannt komplette Spektren. Das filterbasierte Fluorimeter zielt auf spezifische Messungen – einfacher, schneller und wirtschaftlicher.

Filter oder Monochromator: Was ist die beste Wahl?
Filter = Robustheit und hoher Lichtdurchsatz. Monochromatoren = Flexibilität, spektrale Auflösung, EEM. Wählen Sie je nach Methode, Budget und Erweiterbarkeit.

Welche Empfindlichkeit ist zu erwarten?
Je nach Optik/Detektor liegt die LOD von pM bis nM in der Küvette; auf der Mikroplatte meist im nM-Bereich. Vergleichen Sie S/B, Dynamikbereich, Stabilität und Streulichtunterdrückung.

Wie analysiere ich eine trübe oder gefärbte Probe?
Verwenden Sie die Frontface-Geometrie, verdünnen Sie zur Begrenzung des Inner-Filter-Effekts, verschieben Sie die Wellenlängen oder messen Sie in situ über Faseroptik.

Wie reduziere ich Photobleaching und Rauschen?
Senken Sie Bestrahlungsstärke/Belichtungszeit, nutzen Sie einen Shutter und die Temperaturregelung. TRF-Messungen helfen, Autofluoreszenz zu vermeiden.

Gute Kalibrierpraxis?
Kalibrieren Sie mit rückführbaren Standards (Fluorescein/Chinin), tägliche Blanks, Lichtquellen und Filter prüfen, IQ/OQ/PQ dokumentieren.

Mikroplatten und Mikrovolumina: kompatibel?
Reader decken 6–1536 Wells ab; einige Geräte akzeptieren Mikrovolumenküvetten (0,5–2 µL) für konzentrierte DNA/RNA und seltene Proben.