Western Blot 曝光室里的刑侦大片:为什么你的 ECL 发光液和法医查凶案血迹是同一个配方?
1985 年 9月26日 · ECL 化学发光A/B液(鲁米诺 + 过氧化氢)、HRP 二抗与冷 CCD 化学发光成像仪
你知道吗?
法医在凶案现场寻找血红蛋白里的铁离子,你在 PVDF 膜上寻找 HRP 二抗里的血红素铁离子;你们在黑暗中等待的那抹 $425\text{ nm}$ 幽蓝星光,来自同一个鲁米诺分子的跃迁。
在侦探悬疑剧或《名侦探柯南》里,你一定见过这样的经典桥段:凶手把地板上的血迹擦得一干二净,法医走过来关掉电灯,拿喷壶往地上一喷,地板上瞬间浮现出幽幽的蓝紫色荧光!如果此时你手里正端着刚配好的 Western Blot ECL 发光液(A液和B液等体积混匀) 准备去成像仪曝光蛋白条带,恭喜你——你手里端着的,正是法医喷壶里一模一样的“鲁米诺(Luminol,3-氨基邻苯二甲酰肼)”!
在凶案现场,鲁米诺与双氧水混合后,是靠血液血红蛋白里的铁离子()催化氧化,生成激发态的 3-氨基邻苯二甲酸根离子,在退回基态时释放出波长 的蓝光;而在你的 PVDF 膜上,二抗尾巴上绑着的辣根过氧化物酶(HRP)活性中心恰好也揣着一颗血红素铁离子(Heme Iron),干的是完完全全同一份催化活!
不过,早期单纯用鲁米诺加双氧水发光有个致命缺陷:亮一下就灭了,光强微弱到必须躲在暗房里贴着 X 光胶片苦熬几个小时。直到 1983 至 1985 年间,英国伯明翰大学的 Whitehead 与 Thorpe 团队发现了神奇的“增强型化学发光(Enhanced Chemiluminescence, 即 ECL)”:只要在鲁米诺A液里加一点点对碘苯酚(p-Iodophenol)作为电子传递增强剂,发光强度就会瞬间暴涨 1000 倍以上,而且能稳定亮上整整一个小时,彻底解放了全球研究生的暗房之苦!