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2 · 第2學期分子生物學分子生物技術

印漬法

Blotting Techniques

難度 2 · 基礎molecular-biologytechniques

Southern(1975, J Mol Biol)的發明開創了分子雜交偵測的時代。雖然 NGS 和質譜技術在通量上已遠超 blotting,但這些技術在特定場景中仍不可替代。

Southern Blot 的分子遺傳學應用

Southern Blot 在臨床分子遺傳學中仍有不可替代的角色:

  • Trinucleotide repeat expansion:Fragile X(CGG repeat >200)、myotonic dystrophy(CTG repeat >50)——PCR 無法可靠擴增大 repeat,Southern 提供 repeat 長度的直接評估
  • Immunoglobulin/TCR gene rearrangement:淋巴瘤 clonality 評估(雖逐漸被 NGS-based 方法取代)
  • Transgene integration:確認轉基因動物的插入位置和拷貝數

Western Blot 的技術革新與標準化

傳統 Western 的定量性差(非線性偵測範圍、batch variation)。改進方向:

  • LI-COR 近紅外螢光 Western:雙色偵測(靶蛋白 + loading control 同時)、線性範圍更寬
  • Capillary Western(Wes/Jess, ProteinSimple):自動化、微量樣品(3 μL lysate)、數位化輸出
  • Stain-free total protein normalization(Bio-Rad)取代 housekeeping gene 作為 loading control

然而 Western 的再現性危機是已知問題——Bhatt et al.(2021)的調查顯示 Western 是 biomedical 論文中 irreproducibility 的主要來源之一。抗體品質(特異性、lot-to-lot variation)是核心問題。recombinant monoclonal antibodies 和嚴格的抗體驗證(ENCODE 標準)正在改善此情況。

現代替代技術

  • Mass spectrometry-based proteomics:TMT/iTRAQ 定量蛋白質組學在發現層面取代 Western
  • Targeted proteomics(MRM/PRM):絕對定量特定蛋白質,靈敏度和特異性超越 Western
  • Proximity ligation assay(PLA):在原位偵測蛋白質互作和 PTM
  • Simple Western / Ella:全自動化免疫分析取代傳統 ELISA 和 Western

但 Western 因設備門檻低、成本低、操作直覺,在基礎研究中仍是最普及的蛋白質偵測方法。

文獻參考:Southern, E.M. (1975). J Mol Biol, 98, 503-517. / Towbin, H. et al. (1979). PNAS, 76, 4350-4354 (Western blot). / Bass, J.J. et al. (2017). Scand J Med Sci Sports, 27, 4-25 (Western blot guidelines).

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