Western Blot新策略:利用文件夹保护膜减少抗体消耗与缩短孵育时间的技术突破

24年3月,来自美国辉瑞公司精准医学部门的科学家发表题为“Western blotting:从古老的分析方法演变为一种新的生物标志物测量定量工具”的文章。

蛋白质免疫印迹(Western Blotting,WB)是一种广泛用于检测蛋白质的实验室技术。近些年,随着抗体生产、自动化、凝胶和膜制造以及高灵敏度检测平台的进步发展,WB已从一种劳动密集型和定性方法转变为一种适用于生物标志物检测、高度可重复和适用于定量分析的技术手段。

本文盘点 WB 技术重要创新发展里程碑事件、药物开发中的应用和作为生物标志物分析技术手段的优势,并探讨WB或可成为质谱或ELISA的替代。来自Bio-Techne子品牌ProteinSimple的两项创新蛋白质检测技术上榜!

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1979–1981年 初代问世

在WB技术问世之前,蛋白质分析是一项耗时和劳动密集型的工作,通常依赖于使用放射性同位素。标准的WB工作流程涉及一种被称为SDS-PAGE的技术,它可以根据蛋白质的大小和电荷来分离蛋白质。电泳后,分离的蛋白质将被转移到固体载体,例如硝化纤维素或聚偏氟乙烯膜,之后用识别并结合目的蛋白的特异性抗体进行检测。

1975–1984年 抗体工程发展

单克隆抗体(1975年)和重组抗体(1984年)的发展,提高了WB的特异性、灵敏度和重复性。

2010年 预制胶问世

预制凝胶不仅节省了时间,还可产生更紧密、更清晰的条带,从而提高分子量预测的分辨率和准确性。预制胶品牌,例如,Bio-Rad Mini-PROTEAN TGX。

2011年 干转设备问世

干转设备进一步提高了WB工作流程,干转步骤仅需7分钟,而传统湿转通常超过1小时。同时,也减少了危险废液的产生,如含甲醇缓冲液。干转设备品牌,例如,Invitrogen iBlot。

2011年 全自动毛细管 Western 电泳问世

自动化WB系统可更快更准确地进行蛋白质印迹分析。这种自动化设备允许同时处理多个样品,既能缩短运行时间,又能将出错风险降至最低。此外,总蛋白归一化、蛋白质定量以及利用化学发光和荧光等高灵敏度检测方法进行多重检测,使 WB 技术变得更加容易应用于缺乏丰富 WB 操作经验的研究人员。例如,ProteinSimple 的 Wes 和 Jess 自动化Western技术平台利用 “毛细管电泳” 技术,可以在毛细管内实现基于蛋白质大小的分离和后续的免疫印迹。在此工作流程中,蛋白质样品和所需试剂(一抗、二抗、稀释液、鲁米诺-过氧化物混合物等)预先加载到样品板中。然后,仪器可自动依次将试剂吸入毛细管, 3 小时自动运行,可消除手动操作步骤。自动化WB的主要优点包括大大减少手动操作时间、减少样品和抗体消耗。由于关键步骤自动化,进而提高重现性。单次运行中可使用不同的抗体检测不同样品,增加了灵活性。

2016年 单细胞 Western 问世

与单细胞 RNA 测序的发展类似,单细胞蛋白质印迹 (scWB) 分析技术可以提供蛋白质表达的异质性信息,这是在裂解混合细胞或组织切片样本中丢失的信息。例如,ProteinSimple 的单细胞蛋白质印迹系统 Milo 可以一次分析大约 1000 个单个细胞,从而根据蛋白质表达水平或异构体识别和表征细胞亚群。scWB 工作流程中的多重检测可以使用之前描述的相同技术来实现。与流式细胞术相比,scWB 在分析之前会裂解细胞,从而更容易获取细胞内靶标信息。将单个细胞悬液分配到 scRNA-Seq(或 sc-qPCR)和 scWB 工作流程中,可以使基因表达与同一样本中的蛋白质水平相关联。

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