探秘WB成像系统蛋白质检测的核心技术

更新时间：2026-02-27

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WB成像系统是完成WB实验信号捕获与分析的关键设备。其核心技术在于，将经过特异性抗体标记、并已固定在膜上的目标蛋白信号，通过化学发光、荧光或比色等不同检测方法，转化为可被高灵敏度成像器件捕获的光学信号，进而通过软件分析实现蛋白质的定性与相对定量。整个成像过程的核心技术链条围绕信号生成、信号捕获、信号处理与分析三个环节展开。

一、信号生成技术

该环节决定了目标蛋白如何被转化为可供成像的物理信号。根据所采用的标记方法与底物不同，主要分为以下几类：

化学发光：是目前常用的高灵敏度方法。其二抗通常标记有辣根过氧化物酶或碱性磷酸酶。在加入相应的化学发光底物后，酶催化底物发生反应并产生光子。该信号强度在一定时间内与酶的量成比例。信号持续时间与底物性质有关。

荧光：使用标记有荧光基团的一抗或二抗。经过特定波长的激发光照射后，荧光基团发射出波长更长的发射光。该方法无需酶促反应，信号稳定，可实现多重检测，但对WB成像系统的激发与检测能力有特定要求。

比色法：使用可产生不溶性有色沉淀的底物。酶催化反应在膜上产生有色条带，可直接观察或通过反射光成像。灵敏度通常低于化学发光和荧光。

二、信号捕获技术

此环节负责将微弱的、瞬态的或特定波长的光学信号高效、精确地转换为数字化图像。核心部件是检测器与光学系统。

高灵敏度检测器：

科学级CCD相机：具有高量子效率、低读出噪声和暗电流的特点，尤其适合捕获微弱的化学发光信号。其制冷能力是降低热噪声、提高信噪比的关键。像素分辨率与动态范围决定了图像的精细度与可测量信号强度的范围。

互补金属氧化物半导体传感器：读取速度快，集成度高，在部分应用中作为CCD的替代或补充。

精密光学系统：

镜头负责将样品平面的信号汇聚到检测器上。高透光率、低畸变的镜头有利于提高光通量与图像保真度。

针对荧光成像，需要配备高精度、窄带宽的激发光源与发射光滤光片，以分离特定波长的激发光与发射光，提高检测特异性与信噪比。

对于化学发光成像，通常无需光源，但需配备光密闭的暗箱，隔绝环境光干扰。

样品平台与对焦：样品平台需保持平整。自动对焦功能确保整个成像区域信号清晰，尤其对于大尺寸膜或高分辨率成像至关重要。

三、信号处理与分析技术

数字化图像需经过专业的软件处理才能转化为有生物学意义的数据。

图像预处理：包括背景校正、均一化、图像对齐与格式转换，以消除噪声、光照不均等系统误差，为后续分析提供标准化图像。

目标识别与定量：软件自动或辅助用户识别条带位置。通过测量每个条带区域的像素强度，可对其进行相对定量。内参蛋白的同步检测与定量用于对目标蛋白信号进行标准化校正，以消除上样量、转膜效率等因素的差异。

数据分析与输出：软件可计算目标蛋白与内参蛋白的强度比值，进行多组样品间的统计分析，并生成柱状图等可视化结果。同时生成包含原始图像、分析参数与定量结果的完整报告。

WB成像系统的核心技术是一个集成了生物化学、光学、电子学与信息学的综合体系。信号生成技术决定了检测的灵敏度与动态范围；高灵敏度的检测器与精密的光学系统决定了信号捕获的保真度与信噪比；而智能化的图像处理与分析软件则将原始图像转化为客观、可量化的生物学数据。这三者无缝衔接，共同实现了对复杂蛋白质样品中特定目标蛋白的精确定位、高灵敏度检测与相对定量，是分子生物学、生物化学、医学研究等领域进行蛋白质表达水平分析的关键技术平台。其技术核心在于，如何更大化地捕获并量化来源于目标蛋白的微弱特异性信号，同时更小化背景与非特异性信号的干扰。