Các nguyên tắc kỹ thuật và quy trình vận hành của máy in protein nội địa đa kênh (dụng cụ Western Blotting) chủ yếu dựa vào khả năng phát hiện protein chính xác và hiệu quả. WesternBlot là một kỹ thuật thử nghiệm được sử dụng để phát hiện và phân tích biểu hiện protein cụ thể và được sử dụng rộng rãi trong sinh học phân tử, nghiên cứu y học và nhiều hơn nữa.
Dưới đây là các nguyên tắc kỹ thuật và quy trình hoạt động của máy in protein nội địa đa kênh:
Nguyên tắc kỹ thuật
Nguyên tắc cơ bản của việc in dấu protein là tách protein trong mẫu theo kích thước trọng lượng phân tử bằng điện di gel và chuyển protein đã tách vào màng bằng cách chuyển màng. Sự hiện diện và biểu hiện của protein sau đó được phát hiện thông qua liên kết trên màng với các kháng thể cụ thể.
Máy in protein đa kênh chủ yếu là để cải thiện hiệu quả thí nghiệm bằng cách thực hiện xử lý song song nhiều kênh mẫu trong một dụng cụ. Các nguyên tắc công nghệ cốt lõi của nó bao gồm:
Phân lập protein:
Điện di gel (SDS-PAGE): Các protein trong mẫu được phân lập bằng điện di gel polyacrylamide, với các protein có trọng lượng phân tử nhỏ di chuyển nhanh hơn trong điện trường và các protein lớn di chuyển chậm hơn, cho phép phân tách theo kích thước.
Chuyển protein:
Chuyển màng: Bằng cách truyền điện (phương pháp điện di), protein tách ra được chuyển từ gel sang màng (thường là màng PVDF polydifluoroethylene hoặc màng cellulose nitrat). Các protein trên màng được cố định ở một vị trí cụ thể.
Xét nghiệm protein:
Ủ kháng thể: Bằng cách sử dụng kháng thể đặc hiệu (thường là chống lại protein mục tiêu), kháng thể liên kết với protein mục tiêu trên màng.
Phản ứng tạo màu hoặc phát quang hóa học: Các kháng thể thứ cấp được đánh dấu bằng enzyme liên kết với protein mục tiêu và tạo ra tín hiệu thông qua phản ứng phát quang hóa học hoặc phản ứng tạo màu để phát hiện sự hiện diện và biểu hiện của protein thông qua hệ thống hình ảnh.
Công nghệ đa kênh:
Multichannel blot có khả năng xử lý đồng thời nhiều kênh mẫu trong cùng một quá trình thí nghiệm trên cơ sở blot protein đơn kênh truyền thống. Điều này đạt được thông qua nhiều lỗ mẫu và hoạt động song song, cải thiện hiệu quả của các thí nghiệm và khả năng so sánh dữ liệu.
Quy trình hoạt động
Quy trình hoạt động của máy in protein nội địa đa kênh thường bao gồm một số bước chính sau:
1. Chuẩn bị mẫu
Lấy mẫu tế bào hoặc mô để kiểm tra.
Sử dụng bộ đệm lysis để phá vỡ các tế bào và chiết xuất protein.
Protein chiết xuất được định lượng, đảm bảo lượng protein bằng nhau được thêm vào mỗi mẫu.
2. Điện di SDS-PAGE
Chuẩn bị gel polyacrylamide, thường sử dụng gel SDS-PAGE (natri lauryl sulfate) được sử dụng để phá hủy cấu trúc của protein, làm cho nó tích điện âm và được phân tách theo kích thước trọng lượng phân tử.
Các mẫu được nạp vào gel và điện di được thực hiện trong điện trường để tách các protein có trọng lượng phân tử khác nhau.
3. Quay phim
Chuyển protein từ gel sang màng PVDF hoặc màng cellulose nitrat. Quá trình quay phim thường được thực hiện bằng cách chuyển điện.
Sử dụng dụng cụ quay phim (chẳng hạn như đơn vị quay phim trong máy in protein đa kênh), điều chỉnh các thông số như dòng điện, điện áp, thời gian chuyển và các thông số khác để đảm bảo protein được chuyển đến màng một cách hiệu quả và đồng đều.
4. Chặn
Màng được xử lý bằng dung dịch khép kín, chẳng hạn như sữa bột tách kem 5% hoặc dung dịch BSA, đóng các vị trí liên kết không cụ thể và ngăn chặn các kháng thể liên kết với phần còn lại của màng.
5. Ủ kháng thể
Một kháng sinh kháng sinh: Các màng được đặt trong một dung dịch kháng sinh kháng sinh, thường là một kháng thể chính đặc hiệu chống lại protein mục tiêu. Thời gian ủ có thể từ 1 giờ đến qua đêm tùy thuộc vào đặc điểm kháng thể.
Ủ với kháng thể thứ cấp đánh dấu các enzyme như horseradish peroxidase HRP hoặc các phân tử có thể phát hiện khác để tăng cường tín hiệu.
6. Phát hiện phát sáng hóa học
Phản ứng được thực hiện bằng cách sử dụng chất nền phát quang hóa học, chẳng hạn như thuốc thử ECL, enzyme HRP xúc tác sự phát quang của chất nền.
Tín hiệu phát sáng được chụp bằng hệ thống hình ảnh, chẳng hạn như hệ thống hình ảnh phát sáng hóa học, tạo ra hình ảnh phát hiện protein.
Thiết kế đa kênh của máy in protein đa kênh cho phép bắt tín hiệu nhiều mẫu cùng một lúc, nâng cao hiệu quả.
7. Phân tích dữ liệu
Mức độ biểu hiện của protein được phân tích dựa trên độ sáng và kích thước của dải được phát hiện. Sức mạnh của dải tỷ lệ thuận với lượng protein mục tiêu được biểu hiện.
Phân tích định lượng của dải được thực hiện bằng phần mềm và so sánh với thang protein tiêu chuẩn để tính toán lượng protein tương đối.
Ưu điểm&tính năng
Hoạt động song song đa kênh: Nhiều mẫu có thể được xử lý đồng thời, nâng cao hiệu quả công việc và khả năng so sánh dữ liệu.
Mức độ tự động hóa cao: giảm lỗi của con người bằng cách tự động kiểm soát các bước như quay phim, ủ kháng thể, rửa bằng dụng cụ.
Độ nhạy cao và thông lượng cao: Thích hợp để phát hiện protein có độ phong phú thấp và có thể xử lý một lượng lớn mẫu.
Phạm vi ứng dụng rộng: có thể được áp dụng cho nhiều thí nghiệm, chẳng hạn như phân tích biểu hiện protein, xác minh đặc hiệu kháng thể, nghiên cứu tương tác protein-protein, v.v.
kết luận
Máy in protein nội địa đa kênh giúp cải thiện đáng kể hiệu quả và độ chính xác của thí nghiệm in protein thông qua quy trình vận hành tự động và hiệu quả cao. Nó cung cấp cho các nhà nghiên cứu thông lượng cao hơn và các công cụ phát hiện protein nhanh hơn, đặc biệt là khi cần xử lý nhiều mẫu cùng một lúc.