噬菌体含量

噬菌体展示应用相关载体设计的关键：1 相互结合位点的选择在蛋白酶底物噬菌体展示中，一个关键的组分是亲和性结构域，它使我们可以将底物序列和非底物序列区分开。这其中包括蛋白—蛋白相互作用、蛋白—肽段相互作用以及多组氨酸与镍螯合基质的结合。整合这几种不同的系统的要素在于，展示系统是基于高亲和性相互作用而设计的。通常，相互结合的两个物质之间的解离常数（Kd）应该至少在一个较低的nmol/L的数量级上，这样在实验中复合物的解离速度就可以比蛋白酶解的速度慢得多。例如，我们以往在这个领域中的工作中，利用的是一个hGH的高亲和性变异体，此变异体与其受体的Kd值约13pmol/L。然而，对于蛋白酶底物噬菌体展示库，挑选在适当的缓冲液条件下（例如低pH或高pH）能够被破坏的这种相互作用，将有助于选择性地富集非底物序列（被捕获而结合于固体支持物上）和最佳的底物序列（被蛋白酶解而释放）。另外一个必须考虑的是靶蛋白酶（或者其他的一些噬菌粒形成中可能碰到的蛋白酶）必须不会酶切亲和性结构域。由于这个原因，亲和性结构域一般都是一个稳定的球蛋白或者一个短的肽段。2 底物卡匣（cassette）的设计和构建底物噬菌体展示要成功，一个关键在于切割仅仅发生在亲和性（捕获）结构域和噬菌粒之间。幸运的是，丝状噬菌体对蛋白酶解有极强的抗性：在所有已知的蛋白酶中，只有枯草杆菌蛋白酶能够引起噬菌体外膜蛋白的显著降解。为使底物序列更易与蛋白酶作用，在附近的连接序列中引入一定部分柔韧性（segmental flexibility）的设计要谨慎。例如，底物序列GPGG（X）。GGPG位于亲和性结构域和pⅢ基因之间，柔韧的甘氨酸—脯氨酸接头分布于随机序列的两端。在我们的实验中，已经证实截短形式的pⅢ蛋白是有效的，但另外也有报道使用全长pⅢ蛋白也能取得成功。在多价底物噬菌体展示中，一个全长pⅢ蛋白对于感染是必需的。一些其他的重要因素也主导着文库卡匣的设计，包括随机化的密码子、密码子的选择以及文库的大小，这些在第2章中有详细的描述。在许多情况下，我们不可能穷尽含有8个或8个以上的残基的整个底物序列所有可能的排列。然而，在文库仅展示了一部分可得到的序列的情况下，我们也有可能得到关于底物特异性的相关信息。例如，要构建一个包含5个密码子的随机文库，可以先列举其中2个密码子的序列，以此作为参照序列；从中得到的信息可用于第二次的文库构建，即将此两个密码子固定，再列举另外3个密码子和（或）其他的扩展的底物序列。作为替代，可以通过整合已知的特异性决定因素并查明那些现在还较不清楚的因素，从头设计一个更集中的文库。

开学季又到了实验汪又要去“搬砖”了如何优雅的搬砖还不用求助师兄师姐当然是关注“小奥课堂”栏目啦今天小奥为各位介绍的 是一篇干货满满的 噬菌体展示方法实践手册 “噬菌体的扩增与定量” 这是一份难得的学霸笔记 请收好（收藏）！ Part 1杂交瘤、单细胞克隆和噬菌体展示技术是抗体发现的三种主流技术，其中噬菌体展示技术作为诺奖级别的技术，在生物创新医药研发过程中有着十分重要的作用，极大的加快了抗体类药物研发的进程。噬菌体展示技术不仅在新的抗体和多肽的发现及优化过程中有着核心的作用，还能和传统的动物免疫技术相结合，与纳米抗体、全人源转基因小鼠发现平台进行有效对接，能够广泛用于抗体、抗体偶联药物和CAR-T/TCR-T等领域。本文将针对噬菌体展示技术的噬菌体增殖和扩增实验细节进行探讨、分享具体实验过程的经验，以其原理为根本来指导实验过程，以精益求精的实验过程，增加噬菌体展示技术在抗体发现过程中的成功率。Part 2 ——噬菌体文库 扩增及展示的基本原理 | 现在普遍应用的噬菌体展示抗体片段的体系称之为“3+3体系”（3为噬菌体的p3衣壳蛋白）；3+3代表着p3衣壳蛋白有两个来源：噬菌粒（phagemid）M13KO7辅助噬菌体(Helper Phage）菌粒（phagemid）上的p3蛋白融合了抗体片段的基因，是文库多样性的关键；辅助噬菌体(Helper Phage)上的p3蛋白为噬菌体天然的p3蛋白。*噬菌粒是一种比较小的质粒载体，在大肠杆菌感受态中有较高的转化效率，并且能够在大肠杆菌中扩增。 含有噬菌粒的大肠杆菌被辅助噬菌体(Helper Phage)感染后，会利用大肠杆菌的酶系统、原料和能量进行扩增,最终包含噬菌粒的噬菌体从大肠杆菌释放出来，该子代噬菌体的p3衣壳蛋白会展示抗体片段。Part 3 ——在噬菌体扩增过程中 遇到的难题和对应的解决方案 | 噬菌体的建库过程实际上是抗体片段基因多样性的传递过程： 从血样中抗体基因的多样性传递到噬菌粒的过程，是噬菌粒文库构建的内容； 从噬菌粒的多样性传递到含有噬菌粒的大肠杆菌的多样性，是噬菌粒质粒电转大肠杆菌的内容； 从含有噬菌粒的大肠杆菌的多样性传递到噬菌体的多样性则是噬菌体扩增的内容，也是本文实验经验关注的问题。噬菌体的扩增最终目的是将噬菌粒中单一拷贝的抗体片段基因通过噬菌体的扩增过程变成10-100个拷贝，且这些拷贝基因能够在噬菌体表面的p3蛋白上展示出抗体蛋白片段。在噬菌体的扩增过程要使得文库的多样性得以保持和传递，需根据文库的初始大小确定在扩增过程中含有噬菌粒的大肠杆菌的数目和体积，对应加入的辅助噬菌体的多少进行有效感染，以及扩增后加入多少含有噬菌粒的噬菌体进行淘选等需要一一计算评估的问题，不同文库大小的噬菌体库在扩增过程中需要的扩增体积是不一样的。一份固化的实验方案很有可能会导致文库多样性的丢失。 要弄清楚这些问题，首先要具备以下几点基础的前置知识：（??以下内容全部划重点！！！）1. TG1大肠杆菌在OD600的读数：1OD代表的菌浓度为1e9个/ml。2. 噬菌体/辅助噬菌体在TG1处于对数生长期时有比较好的感染效率，TG1处于对数生长期的OD600值在0.4-0.8。3. TG1在对数生长期的生长速度是20分钟一代，需要密切关注TG1的生长，及时取菌进行实验。4. 辅助噬菌体和TG1的比值MOI在20：1时能够保证所有TG1被感染上。5. 含有噬菌粒的噬菌体能够感染正常的TG1大肠杆菌，并将噬菌粒留在TG1中并随着TG1的扩增进行扩增，在无辅助噬菌体的情况下无噬菌体的扩增。6. 噬菌粒质粒含有青霉素抗性，辅助噬菌体含有卡那霉素抗性。7. 含有噬菌粒的噬菌体可以通过感染正常的TG1，梯度稀释涂青霉素抗性的琼脂板进行滴度测定。8. 3+3模式下含有噬菌粒的噬菌体展示出p3融合抗体片段蛋白的效率比较低，只有5%-10%,在进行淘选时，加入的噬菌体的滴度应是文库多样性的100倍以上。 还有一个比较关键的问题是噬菌体作为一种病毒，很容易以气溶胶的形式扩散到空气中污染实验室的环境，从而感染F因子阳性的大肠杆菌。 （心疼一下生物汪，冒着生命危险搬砖啊！） 在噬菌体展示的相关实验需要在相对封闭的实验室进行以避免噬菌体对于大肠杆菌的污染，特别是在培养正常的TG1大肠杆菌时。噬菌体的灭活方式通常是紫外照射半小时以上。（合格的生物汪，是个莫得感情的病毒杀手！） Part 4 ——噬菌体扩增和定量 具体实验过程的分享 | 以下是以一个文库大小为1E9的噬菌体文库进行扩增的实验方案。*如果文库过大或者过小，可依比例增减扩增体积。 Day 1（搬砖秃头的第一天）1. 取含有噬菌粒的TG1菌种1ml (菌数目为1E10)加入含有100ml 2xYT-GA培养基250ml摇瓶中，使用奥豪斯摇床37度220rpm摇菌摇床至OD600为约0.5。2. 取OD600为约0.5的菌液20ml (菌数目为1E10),按照MOI为20：1加入pfu为2E11的辅助噬菌体M13 K07，37度220rpm振荡半小时进行感染。3. 取感染后菌液到50ml离心管使用奥豪斯离心机5816R 3200g离心10分钟，去除培养基，以除去培养基中的葡萄糖对噬菌粒中p3蛋白融合了抗体片段蛋白表达的抑制。4. 用2xYT-AK培养基重悬菌团，将培养基加至400ml，用1L摇瓶在30度220rpm过夜摇菌。 Day 2（搬砖秃头的第二天）5. 将400ml菌液均分至大的离心瓶中，使用奥豪斯离心机5816R 10000g离心10分钟，取上清，10000g再次离心10分钟，去除残留的菌体碎片。6. 取90ml PEG溶液加入400ml上清液中，在4℃孵育1小时并伴随着柔和的振荡，然后使用带低温控制功能的奥豪斯离心机5816R 4℃10000g离心1小时。7. 去上清，用10mlPBS重悬噬菌体后，加入2.5ml PEG溶液再次沉淀.8. 冰上孵育20分钟，然后使用带低温控制功能的奥豪斯离心机5816R 4℃ 10000g离心半小时。9. 去上清液，用吸水纸吸干残留的PEG溶液，加入1-2ml的PBS重悬噬菌体，进行滴度测定。滴度测定：1. 在分隔的实验室，取正常的TG1大肠杆菌加入2xYT的培养基中，使用奥豪斯摇床摇菌至OD600值为0.5，如未能及时使用，可放入4℃ 2小时以备用。2. 将步骤9中扩增噬菌体原液用PBS稀释1E5-1E7倍。3. 取10ul噬菌体稀释液加入490ul OD600为0.5的TG1大肠杆菌中，使用奥豪斯摇床 37℃ 220rpm振荡半小时进行感染。4. 取感染液50ul均匀涂抹在含有2xYT-GA的琼脂板中，晾干后放入37℃培养箱过夜。并将未感染TG1大肠杆菌涂抹琼脂板作为阴性对照。 Day 3（搬砖秃头的第三天）5. 数2xYT-GA的琼脂板中的克隆数，根据稀释倍数计算扩增噬菌体的滴度 噬菌体滴度(pfu/ml)=（克隆数*10*50/10ul）*稀释倍数6. 取1E11-1E12的噬菌体用于淘选。试剂配方：2xYT培养基：Yeast Extract 10.0 g/L+Tryptone 16.0 g/L+NaCl 5.0 g/L2xYT-GA培养基: 2xYT培养基+100 μg/ml 青霉素+ 1% （W/V）葡萄糖2xYT-AK培养基：2xYT培养基+100 μg/ml 青霉素+50 μg/ml卡那霉素PEG溶液：20% (w/v) PEG 6000, 2.5 M NaCl Part 5仪器推荐：（做科研民工的每一天都不孤单，因为有小奥陪伴）噬菌体作为一种病毒，很容易以气溶胶的形式扩散到空气中污染实验室的环境，需要封闭的实验室，实验室所有的仪器需单独使用。奥豪斯恒温轻负载培养摇床转速范围为100-12—rpm,体积集约，功能强大，可为您的样品提供优异的摇荡效果：此外，噬菌体展示实验的过程中会有不同体积、不同转速和需要4℃条件的离心步骤，如果以多 台离心机满足实验的需求会造成实验设备资产的空置，造成极大的浪费！！！奥豪斯5816R多功能离心机和可选转子为噬菌体相关实验提供便利，一台离心机满足所有实验需求！接下来，小奥带你乘坐“帮你省科研经费”这辆车教你正确薅奥豪斯的羊毛 德国原装进口功能强大、离心效果优异的奥豪斯Frontier™ 离心机家族 推出“买一赠一”促销活动促销型号如下微量高速离心机FC5515R（冷冻型号）微量高速离心机FC5515（非冷冻型号）全新紧凑型微量离心机FC5513现在上车，还来得及哦！详情请联系奥豪斯哦！ 想了解更多关于奥豪斯Starter™ 系列产品信息？请进入「阅读全文」留下信息，我们的专业工程师将火速赶来，为您服务！ ▼

双十一结束小奥的购物车都清空了没法儿给你抄了我借ELISA实践笔记给你抄快到期末/年底了实验汪们可要抓紧搬砖咯前面三份笔记拉到文末看哦以下，可都是尖货儿哟！??Part 1 —— 前 言 | ELISA方法用于杂交瘤和噬菌体展示筛选是最为广泛的高通量的抗体发现的筛选方法，其实质是亲和力测定方法的一种变种，其目的是需要建立ELISA信号值和样品亲和力大小之间的正相关性。相对于采用ELISA进行抗体的亲和力测定方法，用于杂交瘤和噬菌体展示筛选的ELISA方法有以下难点：1.待测样本极具多样性，且单一样品通常也是混合物，有很大的可能存在非特异吸附；2.不同的待测样品之间可能存在较大的浓度差异，浓度的大小和亲和力的大小均会对检测结果产生影响。在进行杂交瘤和噬菌体展示筛选方法开发时，需要选择合适的条件使信号值主要能够表征亲和力的大小而一定程度上忽略浓度差异造成的影响。本文是ELISA定量测定方法开发和亲和力测定方法开发的进阶版本，配体受体反应的基本原理解析，和两种应用的差异性区分是进行ELISA筛选方法的开发的基础。 Part 2 - 原理解析 - ELISA信号值和亲和力大小的关系 无论是进行杂交瘤的筛选还是噬菌体展示的筛选，其化学原理的实质是抗体和抗原可逆的相互作用，John McCafferty在Phage Display of Peptides and Proteins A Laboratory Manual一书的第七章节Phage Display：Factors Affecting Panning Efficiency中对可逆反应的数学原理有过理论的推导和实验的验证，简而概之可以用下面的公式进行描述：Abinput代表可逆反应中抗体的加入量，Aginput 代表可逆反应中抗原的加入量，Kd代表Ab和Ag的亲和力大小。由公式可知，当反应完成时，形成的抗原抗体偶联物占抗体的加入量的比值（proportion bound），是一个与抗原的加入量和亲和力大小这两个参数相关的特征函数。具体在ELISA测定过程中当抗体的加入量是恒定值时，proportion bound可以用检测的信号值来等价表示，在ELISA反应中抗原的加入量和Kd将决定信号的大小。相同浓度的抗体，因为亲和力不一样，在同一抗原浓度下其proportion bound的比例也不一样，用具体的图形演示如下图：红色实线是亲和力为1nM的抗体Ab1随抗原浓度变化其proportion bound的函数曲线，蓝色实线是亲和力为10nM的抗体Ab2随抗原浓度变化其proportion bound的函数曲线，绿色虚线为在相同抗原浓度下，Ab1/ Ab2 proportion bound的比值。在抗原浓度为10nM的条件下，90%的Ab1(Kd=1nM)和50%的Ab2(Kd=10nM)能够形成抗体抗原偶联物，作为ELISA检测的信号值，Ab1，Ab2亲和力10倍的差异反应到ELISA信号值上1.8倍的信号差异；在抗原浓度为1nM的条件下，50%的Ab1(Kd=1nM)和9.1%的Ab2(Kd=10nM)能够形成抗体抗原偶联物，作为ELISA检测的信号值，Ab1，Ab2亲和力10倍的差异反应到ELISA信号值上5.5倍的信号差异；在加入的抗体浓度是相同的情况下，加入反应的抗原的浓度越少，ELISA信号比值的差异和抗体亲和力比值的差异更具相关性。抗原的浓度决定了ELISA筛选方法的选择性！以上是关于杂交瘤和噬菌体展示筛选理论状态的推导，也是ELISA筛选结果出来了做出客观解读的理论依据，在实际的筛选应用过程中由于不同的待测抗体样品之间可能存在较大的浓度差异。在抗原浓度较高的情况下ELISA信号差异很多情况下由于抗体样品的浓度差异导致的，ELISA信号值对于亲和力大小不具有选择性；只有在抗原浓度较低时，信号值主要能够表征抗体亲和力的大小而一定程度上忽略浓度差异造成的影响，而在ELISA方法开发时当抗原浓度较低时，相对于抗原浓度较高时，其ELISA信号值要弱很多，提升ELISA方法信号的灵敏度，如何通过优化酶联抗体的浓度，挑选显色液和选择显色时间以增强ELISA检测的信号值是一个有区分度的ELISA筛选方法的关键。当ELISA检测的信号值得到提升时，由于筛选样品复杂性，往往其背景信号也会极大的提升，如何通过封闭液，酶标板材等降低背景信号值，得到好的信噪比是一个高质量的ELISA筛选方法的另一个关键。Part 3 - 实例分享 - ELISA用于噬菌体展示筛选布 局——————(Note 1)一 般 操 作 流 程1.酶标板的制备取浓度为100 ug/ml抗原，室温溶解，混匀用包被液按如下步骤稀释至0.2ug/ml，0.5ug/ml，1ug/ml，按加样布局表加入100ml/孔，分别加入酶标板条中 (Note 2)，其中加入包被液做包被抗体的空白对照，2-8℃过夜。2.用洗涤液洗板3次，拍干，加入300ml/孔封闭液(Note 3)室温封闭1小时；洗涤液洗板3次，拍干待用；3.取出包含有阴性对照和阳性对照过夜孵育制备含有噬菌体的深孔96孔板，在奥豪斯高速离心机中2000g离心15min，取上清，稀释10倍，一一对应加入包被好酶标板中。(Note 4)4.放入奥豪斯微孔板振荡器内 (如ISLDMPHDG- 30391935)，设置37℃、600rpm振荡1小时； 5.用洗涤液洗板3次，拍干；6.抗M13 p8酶联抗体稀释到合适的浓度（Note 5），在漩涡混合器上（如VXMNFS-30392112）混匀，100ul/孔。7.放入微孔板振荡器内，设置37℃、600rpm振荡1小时； 8.用洗涤液洗板4次，拍干；9.取酶联抗体对应的TMB显色液，临用前20分钟拿出平衡到室温，在漩涡混合器上混匀；（Note 6）10.使用8道排枪以100 ml/孔加入TMB显色液；11.显色液室温避光放置10-30分钟 （Note 7）；12.使用8道排枪以100ml/孔加入终止液终止反应；13.用酶标仪测定信号值；14.结果分析（Note 8）。Note1：由于不同的噬菌体样品有不同的亲疏水性，其对酶标板材的非特异吸附强度不一样，做一块没有抗原包被的阴性对照板是十分有必要的。Positive和Negtive是和样品有同样噬菌体制备过程，Positive Stock为早已经制备好的分装保存的阳性噬菌体，前者目的是监控在不同时间内噬菌体样品制备过程的差异，后者是监控在不同时间内ELISA检测操作的差异。Note2：在包被过程中，建议选择疏水性酶标板材（polysorp）,这样可以极大的减少背景信号值，提高整个方法的信噪比。在实验初期包被的抗原浓度需要少量0.2-1ug/ml，然后根据不同包被条件下同一样品信号大小来进行判断优化。一个已知亲和力的展示阳性抗体的噬菌体是十分有必要的，根据该阳性展示噬菌体样品的信号值来确定最终筛选过程中抗原的包被浓度。抗原直接包被酶标板材上会屏蔽部分结合位点，造成部分假阴性的结果，如果条件允许可采用生物素化抗原，首先5ug/ml的链霉亲和素包板，然后加入0.05-0.2 ug/ml不等的生物素化抗原。抗原直接包被和间接包被其效率不太一样，采用间接包被可适当降低生物素化抗原的包被浓度。Note3：在有生物素化抗原参与的ELISA实验中，不要加入含脱脂奶粉的封闭剂，脱脂奶粉含有微量生物素，会干扰整个检测体系。Note4：噬菌体上清液的稀释比例，可提前根据阳性噬菌体样品做好稀释预实验进行确定。Note5：应选择抗噬菌体的P8蛋白的酶联抗体，噬菌体有2000个以上的P8蛋白，适当的增加酶联抗体的浓度可以提高方法的灵敏程度，笔者曾增加5倍的酶联浓度得到了3倍的信号提升。Note 6：市面上TMB底物最低和最高有10倍的显色差异，建议选择市面上最强的TMB显色底物。需要提前确认检测仪器的信号线性范围，比如一般的酶标仪吸光度值的信号线性范围在0-3，吸光度值在3-4之间为非线性的，信号值超过3时，信号和亲和力的相关性变差。Note 7：显色时间可适当的延长，一般来说在30分中内显色的信号值和显色的时间成线性。Note 8：条件的选择最终是通过阳性噬菌体的信号值决定的，阳性噬菌体的亲和力大小是一个非常重要的选择参数。如阳性噬菌体的亲和力为1nM时，筛选的目的是得到高亲和力的抗体，可以选择阳性噬菌体的信号在OD值为0.5时的条件作为最终的筛选条件，这样很多OD值很小的低亲和力的抗体均被过滤掉；筛选的目的是尽可能得到多的亲和力抗体，可以选择阳性噬菌体的信号在OD值为2-3时的条件作为最终的筛选条件，低亲和力的抗体在OD值上也不会太小，可以得到体现。不论如何抗原的浓度大小决定了选择性，选择较小的抗原浓度进行反应是信号和亲和力大小匹配的关键和趋势性选择，信号大小的调节可以通过酶联抗体浓度，高显色能力的显色液和显色时间进行调节。如果在一块板的检测中未知样品的信号值大小呈合理的分布是ELISA条件较好的表现。Part 4 - 总结 - ELISA用于杂交瘤和噬菌体展示筛选是ELISA用于亲和力测定方法的一种变种，想要得到好的信号和亲和力大小的相关性，低抗原浓度条件下进行方法学开发是必须的。低抗原浓度条件下会有低的信号值，通过增加酶联抗体浓度，选择高显色能力的显色液和延长显色时间，增加ELISA灵敏程度是ELISA优化的技术方向。由于检测样品的多样性和复杂性，高灵敏的ELISA检测体系必然会导致背景信号的增加，无法得到很好的信噪比，疏水性的酶标板条，尽可能低的样品的稀释倍数是解决这个问题的关键。一个稳健的能用于杂交瘤和噬菌体展示筛选方法是ELISA各种耗材，试剂和实验条件的完美组合，需要对试剂耗材的多种可能进行探索，也是平台经验的系统汇总，以下是用于筛选方法的优化方向的汇总。 以上，就是小奥带给大家的第四篇ELISA方法学开发的干货内容！我们下期再见哦！