凝膠成像系統(tǒng)是一種集觀察、拍攝和分析于一體的先進(jìn)儀器，其工作原理主要基于樣品對(duì)光的吸收差異或熒光特性，通過光學(xué)和成像技術(shù)將凝膠上的生物分子信息轉(zhuǎn)化為可分析的圖像和數(shù)據(jù)。

凝膠成像系統(tǒng)通常使用熒光成像或透射成像原理進(jìn)行成像。在熒光成像中，樣品中的核酸或蛋白質(zhì)條帶經(jīng)過熒光染色后，在特定波長(zhǎng)的激發(fā)光（如藍(lán)光或紫外光）作用下發(fā)出熒光信號(hào)。這些熒光信號(hào)被攝像機(jī)捕捉并轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像。例如，DNA分子結(jié)合熒光染料后，在藍(lán)光或紫外光激發(fā)下發(fā)出熒光，系統(tǒng)通過鏡頭和濾光片收集并增強(qiáng)熒光信號(hào)，最終形成清晰的圖像。

在透射成像中，樣品中的核酸或蛋白質(zhì)條帶通過透射光被攝像機(jī)捕捉成像。光源發(fā)出的光照射樣品，不同樣品對(duì)光的吸收量存在差異，導(dǎo)致圖像上樣品條帶的光密度不同。光密度與樣品的濃度或質(zhì)量成線性關(guān)系，通過與已知濃度的樣品條帶光密度進(jìn)行比較，即可得到未知樣品的濃度或質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)定量分析。而定性分析則基于樣品在電泳凝膠或其他載體上的遷移率差異，通過與標(biāo)準(zhǔn)品位置的比較確定樣品的成分和性質(zhì)。

凝膠成像系統(tǒng)通常配備專業(yè)的圖像分析軟件，用于對(duì)成像數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理。軟件可以進(jìn)行圖像增強(qiáng)、條帶識(shí)別、強(qiáng)度測(cè)定、數(shù)據(jù)比對(duì)等操作，幫助研究人員準(zhǔn)確分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。例如，通過分子量定量功能，系統(tǒng)可對(duì)膠上DNA Marker條帶的已知分子量進(jìn)行注釋，自動(dòng)生成擬合曲線，衡量得到未知條帶的分子量；密度定量功能則可測(cè)定DNA和RNA的濃度，或計(jì)算蛋白表達(dá)產(chǎn)物占整個(gè)菌體蛋白的百分含量。

隨著技術(shù)的不斷革新，凝膠成像系統(tǒng)的安全性和易用性大幅提升。現(xiàn)代儀器采用一鍵式操作，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)曝光、自動(dòng)對(duì)焦、自動(dòng)縮放和自動(dòng)圖像采集與分析，簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)流程。