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信帆生物和大家一起探討Western blot實(shí)驗(yàn)

更新時(shí)間:2015-12-16      瀏覽次數(shù):1006

除非是Western blot實(shí)驗(yàn)方面的高手,要不就像在我看來,Western blot發(fā)展至今好像與其1979年剛被發(fā)明出來的時(shí)候一樣一樣,同樣也是根據(jù)蛋白不同的大?。ɑ螂姾桑┻M(jìn)行電泳分離,然后轉(zhuǎn)膜,利用抗體篩選出目標(biāo)蛋白。

多年來這種技術(shù)已經(jīng)成為了蛋白研究方面的一種主要技術(shù),研究人員可以利用Western blot定性,甚至半定量的識(shí)別組織和培養(yǎng)細(xì)胞中的蛋白,這種操作實(shí)驗(yàn)可以說每天都會(huì)在實(shí)驗(yàn)室里上演,但同時(shí),Western blot等blot技術(shù)也是各種審議的主題,學(xué)術(shù)造假,以及一些研究成果被退回的原因。

近年來Western blot技術(shù)也有了一些發(fā)展,一些新的試劑和儀器令Western更為敏感,一些主要步驟(電源,轉(zhuǎn)膜等)也更為精簡(jiǎn),雖然許多研究人員仍然使用的是化學(xué)發(fā)光法檢測(cè)法和X光膠片,但一些新的技術(shù),如數(shù)字熒光成像技術(shù)已經(jīng)提高了這種工具的敏感性和可靠性,令其進(jìn)入了“定量時(shí)代”。一些新的技術(shù)方法也能令Western blot可以用于單細(xì)胞檢測(cè),或者對(duì)有限及珍貴的樣品進(jìn)行檢測(cè),其中的一些步驟也實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)化。

減少樣品量

過去幾年里,研究人員已經(jīng)邁出了檢測(cè)單個(gè)細(xì)胞中DNA 和 RNA的重要一步,相比之下,蛋白檢測(cè)已經(jīng)落在后面。蛋白抗體質(zhì)量不過關(guān)是主要的原因,這限制了研究人員在使用流式細(xì)胞儀和免疫細(xì)胞化學(xué)方法進(jìn)行單細(xì)胞蛋白水平檢測(cè)的度。而且Western blot實(shí)驗(yàn)需要分離得到蛋白,然而迄今為止這在單細(xì)胞中還無法做到。

來自加州大學(xué)伯克利分校的生物工程研究組Amy Herr等人研發(fā)出了一種新型的微流控設(shè)備:scWestern (即single-cell Western),這種設(shè)備可以幫助研究人員在四小時(shí)內(nèi)完成大約2000 個(gè)體細(xì)胞的Western實(shí)驗(yàn)。

從結(jié)構(gòu)上來說,scWestern 包被有30-μm厚的光敏聚丙烯酰胺(PA)凝膠,而芯片上共有6720個(gè)微孔。這些微孔的直徑為20 μm,是在聚丙烯酰胺凝膠聚合時(shí)形成的。

從設(shè)計(jì)原理上來說,scWestern實(shí)現(xiàn)了高度平行的分析,而不需要單獨(dú)獲取每個(gè)細(xì)胞。通過被動(dòng)重力驅(qū)動(dòng)的細(xì)胞設(shè)置,細(xì)胞懸液接種到微孔中,每個(gè)微孔在5-10分鐘內(nèi)捕獲0-4個(gè)細(xì)胞。而且研究人員通過優(yōu)化短分離距離的聚丙烯酰胺凝膠電泳(PAGE),實(shí)現(xiàn)了高密度的scWestern芯片。在細(xì)胞裂解后電泳開始,他們?cè)诮]的scWestern玻片上應(yīng)用電場(chǎng),電泳蛋白穿過微孔壁,進(jìn)入薄的凝膠層。其次這一設(shè)備利用了反應(yīng)(蛋白質(zhì)固定)和運(yùn)輸(抗體雜交)的小特征長(zhǎng)度。在PAGE之后,蛋白質(zhì)與PA凝膠交聯(lián)。之后進(jìn)行抗體雜交和檢測(cè)。

研究人員應(yīng)用這種方法來研究體外刺激下的干細(xì)胞信號(hào)和分化反應(yīng),結(jié)果發(fā)現(xiàn)scWestern能定量每個(gè)單細(xì)胞中zui多11種目標(biāo)蛋白,在與FACS整合時(shí),支持稀有或珍貴細(xì)胞(~200個(gè))的分析。

如何入門:

雖然這項(xiàng)技術(shù)是全新的,但是一般來說通過多次練習(xí),剛畢業(yè)的學(xué)生在一個(gè)月內(nèi)就能掌握這種技術(shù),Herr說。

同時(shí)Herr也與Zephyrus Bioscience公司合作,計(jì)劃于明年推出相關(guān)的自動(dòng)化設(shè)備。

 

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