Hệ thống blotting protein hoàn toàn tự động là một thiết bị tự động để phát hiện và phân tích protein, được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực nghiên cứu khoa học đời sống, chẩn đoán lâm sàng và phát triển thuốc. Nó có thể tự động hoàn thành các bước như tách protein, điện di, chuyển màng, đóng cửa, ủ kháng thể, tạo màu, v.v., nâng cao hiệu quả thí nghiệm và giảm lỗi vận hành của con người. Dưới đây là các nguyên tắc kỹ thuật của hệ thống.
1. Tách protein (SDS-PAGE điện di)
Nguyên tắc: Protein được tách ra trong điện trường dựa trên trọng lượng phân tử của nó. Protein trong mẫu được xử lý bởi SDS (natri lauryl sulfonate), khiến nó mang điện tích âm và biến tính, mất cấu trúc ban đầu và trở thành phân tử tuyến tính. Mẫu sau đó được nạp vào gel và sau khi điện trường được áp dụng, protein di chuyển qua gel tùy thuộc vào kích thước phân tử, protein nhỏ hơn di chuyển nhanh hơn và protein lớn hơn di chuyển chậm hơn.
Tự động hóa: Hệ thống in dấu protein hoàn toàn tự động, quá trình này được hoàn thành bởi mô-đun điện di tự động, có thể tự động thêm mẫu, điều chỉnh điều kiện điện di, chấm dứt thử nghiệm theo thời gian, v.v.
2. Chuyển màng (chuyển protein)
Nguyên tắc: Protein sau khi tách điện di cần được chuyển sang màng rắn như màng PVDF hoặc màng cellulose nitrat để phát hiện tiếp theo. Quá trình chuyển màng thường là phương pháp truyền điện, chuyển protein từ gel sang màng. Hiệu quả của việc chuyển giao có liên quan chặt chẽ đến các yếu tố như lựa chọn màng, dòng điện và thời gian.
Tự động hóa: Hệ thống in dấu protein hoàn toàn tự động sẽ tự động kiểm soát điện áp và thời gian quay phim và theo dõi hiệu quả của việc chuyển giao trong thời gian thực trong quá trình thử nghiệm để đảm bảo chuyển giao hoàn toàn protein.
3. Đóng cửa
Nguyên tắc: Sau khi chuyển màng, để tránh liên kết không cụ thể, màng cần được đóng lại. Bước đóng thường sử dụng sữa bột tách kem 5% hoặc dung dịch BSA để đóng khoảng trống trên màng và ngăn chặn sự liên kết không cụ thể của kháng thể với màng.
Tự động hóa: Hệ thống có thể tự động thêm chất lỏng khép kín, kiểm soát thời gian ủ và nhiệt độ, đảm bảo tính đồng nhất của quá trình khép kín.
4. Ủ kháng thể
Nguyên tắc: Bước này liên quan đến việc sử dụng một kháng thể cụ thể để phát hiện protein mục tiêu. Đầu tiên ủ bằng cách sử dụng kháng thể chính chống lại protein mục tiêu, sau đó là kháng thể thứ cấp có khả năng nhận ra kháng thể chính và mang các dấu hiệu có thể phát hiện được (như enzyme hoặc nhóm huỳnh quang).
Tự động hóa: Hệ thống in protein hoàn toàn tự động có thể tự động thêm dung dịch kháng thể, điều chỉnh thời gian ủ, nhiệt độ và tự động rửa bề mặt màng để loại bỏ các kháng thể không liên kết, giảm tiếng ồn nền.
5. Rửa
Nguyên tắc: Sau khi ủ kháng thể, thường sẽ có một số dư lượng kháng thể không liên kết trên màng. Bước giặt loại bỏ các kháng thể và tạp chất không liên kết này bằng bộ đệm để giảm tín hiệu nền và cải thiện tính đặc hiệu của phát hiện.
Tự động hóa: Hệ thống tự động có thể tự động thêm chất lỏng giặt và thực hiện nhiều lần giặt theo yêu cầu, đảm bảo bề mặt màng sạch sẽ và giảm nhiễu nền.
6. Phát hiện màu hoặc huỳnh quang
Nguyên tắc: Sau khi ủ kháng thể, việc phát hiện protein mục tiêu thường phụ thuộc vào việc tạo ra tín hiệu kết màu hoặc huỳnh quang. Các phương pháp phát hiện phổ biến bao gồm:
Phương pháp phát quang hóa học (ECL): Kháng thể thứ cấp thường có enzyme (như HRP hoặc AP) giải phóng tín hiệu ánh sáng sau khi phản ứng với chất nền, được phát hiện bằng thiết bị quang học.
Phát hiện huỳnh quang: Nếu một kháng thể được đánh dấu huỳnh quang được sử dụng, hệ thống phát hiện kích thích và bắt tín hiệu huỳnh quang phát ra bởi một bước sóng ánh sáng cụ thể.
Tự động hóa: Hệ thống in dấu protein hoàn toàn tự động thêm chất nền tạo màu, kiểm soát thời gian phản ứng và phát hiện bằng hệ thống hình ảnh tích hợp.
7. Phân tích dữ liệu và tạo báo cáo
Nguyên tắc: Xác định mức độ biểu hiện của protein mục tiêu bằng cách định lượng tín hiệu kết xuất màu hoặc huỳnh quang bằng phần mềm phân tích hình ảnh. Điều này thường được phân tích định lượng bằng cách so sánh độ sáng hoặc cường độ huỳnh quang của các dải protein trong mẫu với các tiêu chuẩn nồng độ đã biết.
Tự động hóa: Phần mềm phân tích dữ liệu tích hợp trong hệ thống có thể tự động xử lý hình ảnh, tạo báo cáo bao gồm biểu hiện protein, trọng lượng phân tử của dải, độ tương phản giữa các mẫu và hơn thế nữa.
Đặc điểm kỹ thuật
Tự động hóa hoàn toàn: Hệ thống in dấu protein hoàn toàn tự động có thể tự động hoàn thành một loạt các hoạt động từ tách protein, điện di, chuyển màng, đóng cửa, ủ kháng thể, rửa để hoàn thiện màu sắc, cải thiện đáng kể hiệu quả thí nghiệm và khả năng lặp lại.
Thông lượng cao: Các hệ thống tự động hóa hiện đại có thể xử lý nhiều mẫu cùng một lúc, phù hợp cho các thí nghiệm quy mô lớn.
Kiểm soát chính xác: Hệ thống có thể kiểm soát chính xác thời gian, nhiệt độ, điều kiện phản ứng của từng bước thử nghiệm, v.v., để giảm lỗi hoạt động của con người.
Xử lý và phân tích dữ liệu: Phần mềm phân tích hình ảnh tích hợp có thể tự động phân tích định lượng kết quả thí nghiệm, cung cấp dữ liệu chính xác và lặp lại hơn.
Dễ vận hành: Người dùng chỉ cần thiết lập các thông số thử nghiệm đơn giản, hệ thống sẽ tự động hoàn thành toàn bộ quy trình thử nghiệm và tạo báo cáo chi tiết, giảm các hoạt động tẻ nhạt.
tổng kết
Hệ thống blot protein hoàn toàn tự động có thể cải thiện đáng kể hiệu quả thí nghiệm và độ chính xác của dữ liệu bằng cách xử lý tự động các bước thử nghiệm riêng lẻ. Các nguyên tắc công nghệ cốt lõi của nó bao gồm tách protein, truyền điện, ủ kháng thể, kết xuất màu hoặc phát hiện huỳnh quang, vv Mỗi bước được kiểm soát và tối ưu hóa chính xác để phát hiện protein với thông lượng cao và lỗi thấp.