摘要: 在藥物研發(fā)、生物標志物發(fā)現(xiàn)及合成生物學等工業(yè)化場景中,高通量蛋白質(zhì)篩選已成為核心驅(qū)動力。此類平臺對分析技術的速度、通量、標準化及成本控制提出了要求。本文探討Eaivelly蛋白快速染色液如何憑借其“快速染色、無需脫色、優(yōu)異兼容性"的突出特性,無縫整合入自動化蛋白質(zhì)分析工作流。重點分析其在96孔板格式的微量凝膠電泳、機器人輔助的凝膠處理與成像系統(tǒng)中的應用實踐,并量化評估其在提升通量、降低人工操作誤差以及為下游質(zhì)譜鑒定提供穩(wěn)定樣本來源方面的巨大價值,為大規(guī)模蛋白質(zhì)研究提供技術經(jīng)濟性俱佳的解決方案。
關鍵詞: 高通量篩選;自動化平臺;Eaivelly蛋白快速染色液;微量凝膠電泳;機器人流程整合;標準化操作
后基因組時代,生物學研究正從“作坊式"的小規(guī)模實驗向“工業(yè)化"的大規(guī)模系統(tǒng)研究轉(zhuǎn)變。在藥物靶點驗證、臨床蛋白質(zhì)組學、酶工程定向進化等領域,每天需要處理成百上千個蛋白質(zhì)樣本。傳統(tǒng)的蛋白質(zhì)分析技術,如耗時過長的染色方法、高度依賴人工操作的流程,已成為制約研發(fā)效率與規(guī)模的瓶頸。
自動化實驗室(AutoLab)概念應運而生,其核心是利用液體處理工作站、機械臂、高通量電泳儀及自動成像系統(tǒng)構建無人值守或極少人工干預的流水線。然而,硬件自動化需與生化試劑的高度適配性相匹配。對于SDS-PAGE檢測這一環(huán)節(jié),染色試劑必須滿足:極速反應、極簡步驟、極低背景(免脫色或快速脫色)、再現(xiàn)性以及與自動化液體處理系統(tǒng)的化學兼容性(如不腐蝕管路、無沉淀堵塞)。
Eaivelly蛋白快速染色液的物理化學屬性使其成為自動化平臺的理想選擇。
2.1 流程極簡性賦能自動化
一個標準的自動化染色流程可設計為:
機械臂將電泳完畢的凝膠轉(zhuǎn)移至染色盒。
液體工作站分配預定體積的Eaivelly工作液。
平臺搖床孵育15-30分鐘。
吸棄染液,并加入適量水或指定漂洗液進行短暫(5-10分鐘)的自動漂洗。
吸棄漂洗液,凝膠即可進行自動成像。
整個過程僅需2個液體轉(zhuǎn)移步驟和1個孵育步驟,總時長控制在45分鐘內(nèi)。相比之下,傳統(tǒng)CBB法涉及多次更換脫色液、過夜操作,根本無法融入高通量流程。銀染法的步驟繁多且對 timing 要求苛刻,自動化編程極其復雜。
2.2 溶液穩(wěn)定性與均一性
Eaivelly染色液作為穩(wěn)定的膠體溶液,均一性好,無析出或沉淀風險,長期靜置后簡單搖勻即可使用,這避免了顆粒物堵塞自動化儀器的精密泵閥和管路,保證了液體加樣的準確性和儀器的長期穩(wěn)定運行。
2.3 成像兼容性與數(shù)據(jù)質(zhì)量
其染色結(jié)果背景低、信噪比高,非常適用于由CCD相機或激光掃描儀組成的自動成像系統(tǒng)。均勻的染色背景減少了成像時自動曝光和自動對焦的誤差,軟件能夠更準確地進行斑點/條帶識別和定量,為后續(xù)的高通量數(shù)據(jù)分析提供了高質(zhì)量、標準化的原始圖像。
實例一:96孔微量凝膠電泳系統(tǒng)
此類系統(tǒng)(如ProteinSimple的JESS)可在單塊凝膠上同時跑96個樣本,對染色速度要求。Eaivelly染色液可在系統(tǒng)內(nèi)置的流體通道中快速完成染色-漂洗過程,與系統(tǒng)原生流程匹配,在不犧牲靈敏度的情況下,將整個檢測周期壓縮。
實例二:機器人輔助的克隆篩選
在酶定向進化項目中,需對數(shù)千個細菌克隆表達的重組酶進行表達量及純度初篩。機械臂可自動挑克隆、誘導表達、裂解并上樣至SDS-PAGE凝膠。電泳后,通過集成Eaivelly染色協(xié)議的自動化工作站處理凝膠,并聯(lián)動成像系統(tǒng),最終由圖像分析軟件自動輸出每個克隆的表達水平報告,實現(xiàn)“表型-基因型"的快速關聯(lián),極大加速了優(yōu)質(zhì)突變體的篩選周期。
從成本角度考量,雖然Eaivelly的單位體積成本可能高于自制CBB染液,但其帶來的通量提升、人工成本節(jié)約、實驗周期縮短以及結(jié)果再現(xiàn)性增強所產(chǎn)生的綜合效益,在工業(yè)化場景下具有壓倒性優(yōu)勢。它減少了因染色失敗或變異導致的重復實驗,保證了大規(guī)模數(shù)據(jù)產(chǎn)出的質(zhì)量均一性,這對于基于統(tǒng)計學的發(fā)現(xiàn)研究至關重要。
Eaivelly蛋白快速染色液的出現(xiàn),解決了高通量蛋白質(zhì)分析自動化流程中“最后一步"的瓶頸問題。其特性契合了工業(yè)化應用對速度、標準化和集成化的要求,是連接傳統(tǒng)蛋白檢測技術與未來全自動化實驗室的關鍵橋梁。
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