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Western Blot 常用显影方法原理与优劣势对比

Western Blot(WB)作为蛋白质检测的金标准技术,已陪伴科研工作者走过数十年。随着成像技术的飞速迭代,显影方法也在不断进化。

本文基于经典原理,结合*成像系统进展,对直接显色法、化学发光法和荧光法进行全面梳理与对比,帮助大家科学选择*适合的显影方案。


一、直接显色法(Colorimetric Detection)

直接显色法是*早的WB显影技术,通过酶催化底物产生不溶性有色沉淀,直接在膜上形成肉眼可见条带。

原理

酶(HRP或AP)催化生色底物氧化或去磷酸化,生成有色沉淀积累于靶蛋白位置。

640 (4).png

常见底物对比

酶系统
底物
颜色
灵敏度
稳定性/毒性
HRP
DAB
棕褐色
250-500 pg
稳定性好/有毒
4-CN
蓝色/蓝紫色
约500 pg-1 ng
一般需避光/无毒
AEC
棕红色
好/有毒
TMB
深蓝色
约100 pg
高/无毒
AP
BCIP/NBT(常用)
紫蓝色
30-100 pg
高/无毒
BCIP
紫色
100 pg
-
BCIP/INT
红色
一般
-

优劣势

  • 优势
    操作*简单、无需专用成像设备、成本低、信号永久保存。
  • 劣势
    灵敏度*(ng-pg级)、动态范围窄(约1.5 OD)、背景较高、低丰度蛋白难以检测、定量不准确。

适用于高丰度蛋白的初步验证或教学演示,目前在高水平研究中已很少使用。


二、化学发光法(Chemiluminescence Detection)

化学发光法是当前WB主流方法,灵敏度*,可达fg-pg级。

原理

酶(主要是HRP)催化底物(如鲁米诺)氧化,产生激发态中间体,返回基态时释放光子(峰值425-466 nm),用胶片或数字成像仪捕获。
640 (3).png

成像方式演进

  • 传统X光胶片(第二代)
    信号无损失、真实,但动态范围窄、易过曝、需暗室、耗材多、操作繁琐。
微信图片_2025-12-24_215147_389.png
  • 冷CCD成像仪(第三代)
    数字成像、无暗室、动态范围稍宽(实际~3 OD),但光信号损失大、灵敏度下降、成像时间长、维护成本高。
微信图片_2025-12-24_215139_321.jpg
  • 接触式近场成像(第四代)
    膜直接贴合超大感光芯片,无透镜、无光损失、秒级成像。
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优劣势

  • 优势
    灵敏度*、可检测低丰度蛋白、背景低、性价比高。
  • 劣势
    信号瞬时(需及时成像)、不易多重检测(需剥膜)、强信号易饱和(传统方式)。


低丰度蛋白检测总碰壁?*近场高感光系统来破局!

传统冷CCD面对微弱信号往往“力不从心”:光程长、透镜损耗、芯片小,导致弱信号被噪声淹没,曝光动辄数十分钟甚至小时。

接触式近场成像技术(如e-BLOT Touch ImagerONEblot系列)彻底革新了化学发光检测:

  • 超大靶面芯片(100+倍于传统CCD)、Lens-free无透镜设计,光信号零损耗;
  • 单个像素尺寸扩大400+倍,灵敏度提升2个数量级,低丰度/磷酸化蛋白轻松显影;
  • 动态范围扩展至6 OD以上,强弱信号同时精准定量;
  • 秒级成像(>95%样品1秒内完成),体积仅A4纸大小,实验效率飙升。640 (1).png
无论是e-BLOT的“接触式电子压片”还是ONEblot的“近场高感光”,都让“拍不出弱条带”成为历史,助力科研项目高效推进。

三、荧光法(Fluorescence Detection)

原理

荧光染料直接偶联抗体,被特定波长激发后发射荧光,用激光扫描仪或多色成像系统捕获。

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优劣势

  • 优势
    多重检测(同一膜上同时探多个蛋白)、信号稳定(可重复成像)、动态范围宽(4-5 OD)、定量准确。
  • 劣势
    灵敏度低于化学发光(ng-pg级)、膜背景荧光高、需昂贵荧光成像仪、抗体选择难度大(避免交叉)、优化复杂。

适用于多靶点定量分析或总蛋白归一化,但低丰度蛋白仍推荐化学发光。


四、三种方法综合对比表


方法
灵敏度
多重检测
设备需求
成本
适用场景
直接显色
低(ng级)
无(肉眼/普通相机)
*
高丰度蛋白初步筛查
化学发光
*(fg-pg级)
难(需剥膜)
成像仪(接触式*)
中等
低丰度/磷酸化蛋白主流选择
荧光
中等(pg-ng级)
易(2-5重)
荧光扫描仪
*
多靶点*定量


结语:选择建议

截止2025年,化学发光法仍凭借*的灵敏度仍是WB*,尤其是搭配新一代接触式近场成像系统(如e-BLOT或ONEblot),能*解决低丰度蛋白检测痛点,实现高灵敏+宽动态+快速成像的三重突破。

荧光法适合多重定量需求,而直接显色法仅作辅助。

科研越来越“卷”,先进工具是制胜关键。选择适合的显影方法与成像系统,让您的WB数据更可靠、更高效!


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