توفر هذه الورقة بروتوكولا لقياس كمية البروتين باستخدام مقايسة برادفورد والهاتف الذكي كجهاز تحليلي. يمكن قياس مستويات البروتين في العينات باستخدام بيانات الألوان المستخرجة من صورة صفيحة دقيقة تم التقاطها باستخدام هاتف ذكي.
مقالة منهجية
توفر هذه الورقة بروتوكولا لقياس كمية البروتين باستخدام مقايسة برادفورد والهاتف الذكي كجهاز تحليلي. يمكن قياس مستويات البروتين في العينات باستخدام بيانات الألوان المستخرجة من صورة صفيحة دقيقة تم التقاطها باستخدام هاتف ذكي.
كمية البروتين هو إجراء أساسي في أبحاث علوم الحياة. من بين العديد من الطرق الأخرى ، يعد اختبار برادفورد أحد أكثر الطرق استخداما. بسبب انتشاره على نطاق واسع ، تم الإبلاغ عن قيود ومزايا اختبار برادفورد بشكل شامل ، بما في ذلك العديد من التعديلات على الطريقة الأصلية لتحسين أدائها. أحد تعديلات الطريقة الأصلية هو استخدام كاميرا الهاتف الذكي كأداة تحليلية. بالاستفادة من الأشكال الثلاثة لصبغة Coomassie Brilliant Blue الموجودة في ظروف فحص برادفورد ، تصف هذه الورقة كيفية تحديد كمية البروتين بدقة في العينات باستخدام بيانات الألوان المستخرجة من صورة واحدة للصفيحة الدقيقة. بعد إجراء الفحص في لوحة دقيقة ، يتم التقاط صورة باستخدام كاميرا الهاتف الذكي ، ويتم استخراج بيانات ألوان RGB من الصورة باستخدام تطبيق برمجي مجاني ومفتوح المصدر لتحليل الصور. بعد ذلك ، يتم استخدام نسبة الكثافة الزرقاء إلى الخضراء (في مقياس RGB) للعينات ذات التركيزات غير المعروفة من البروتين لحساب محتوى البروتين بناء على منحنى قياسي. لم يلاحظ فرق كبير بين القيم المحسوبة باستخدام بيانات ألوان RGB وتلك المحسوبة باستخدام بيانات الامتصاص التقليدية.
بغض النظر عن الاستخدام النهائي (على سبيل المثال ، ELISA ، حركية الإنزيم ، النشاف الغربي ، تنقية البروتين ، وقياس الطيف الكتلي) ، فإن القياس الكمي للبروتين أمر بالغ الأهمية للتحليل الدقيق في مختبرات علوم الحياة. بالإضافة إلى استخدامها كقراءات ثانوية (أي لحساب المستويات النسبية للتحليلات لكل كتلة من البروتين) ، يمكن أن تكون مستويات البروتين في العينة هي المخرجات المطلوبة نفسها. على سبيل المثال ، يمكن للمرء أن يهتم بمستويات البروتين في الموارد الغذائية1 أو في البول2. هناك العديد من الطرق المتاحة لقياس تركيز البروتين في العينات3 ، بما في ذلك قراءات امتصاص الأشعة فوق البنفسجية المباشرة4 ، واستخلاب البروتين والنحاس 5,6 ، والمقايسات اللونية لربط صبغة البروتين7 ، ومقايسات الفلورسنت المرتبطة بصبغة البروتين8. تتجلى أهمية كمية البروتين من خلال وجود ورقتين تصفان طرق قياس البروتين 5,7 في أعلى 3 من الأدبيات الأكثر استشهادا 9,10. على الرغم من حقيقة أن العديد من المؤلفين يهملون استشهادهم الفعلي من خلال الاستشهاد بمراجع غير أساسية أو عدم الاستشهاد بأي شيء على الإطلاق ، فإن الأوراق الأصلية التي تصف مقايسة بروتين لوري ومقايسة بروتين برادفورد تبلغ 200000 >اقتباس لكلمنها 10.
تنبع شعبية اختبار برادفورد من قدرته على تحمل التكاليف وبساطته وسرعته وحساسيته. يعتمد الفحص على التفاعل بين البروتينات وصبغة Coomassie Brilliant Blue G في ظل الظروف الحمضية. في ظل ظروف الفحص (أي انخفاض درجة الحموضة) ، توجد الصبغة في ثلاثة أشكال: شكل كاتيوني أحمر مع λmax عند 470 نانومتر. شكل محايد أخضر مع λmax عند 650 نانومتر ؛ وشكل أنيوني أزرق مع λmax عند 590 نانومتر11,12 (الشكل 1). يسود الشكل الكاتيوني في غياب البروتينات. عندما تتفاعل البروتينات مع الصبغة ، فإنها تعمل على استقرار الشكل الأنيوني الأزرق ، مما يتسبب في تغيير ملحوظ في لون المحلول ، من البني إلى الأزرق. عادة ، يتم قياس التغير في تركيز الشكل الأزرق للصبغة طيفيا ، حيث يتناسب امتصاصه عند 590-595 نانومتر مع كمية البروتين في الفحص.

الشكل 1: أطياف امتصاص G الزرقاء الرائعة في كوماسي تحت ظروف فحص برادفورد. تم تمييز القمم الرئيسية الثلاث بأسهم تشير إلى λmax لأشكال الصبغة الحمراء (470 نانومتر) والأخضر (650 نانومتر) والأزرق (590 نانومتر). تم تسجيل الأطياف في غياب البروتين (الخط الأصفر) وفي وجود 3 ميكروغرام (الخط الرمادي) و 10 ميكروغرام (الخط الأزرق) من ألبومين مصل الأبقار. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
أدى الاستخدام الواسع النطاق لمقايسة برادفورد إلى تحديد العديد من القيود (على سبيل المثال ، الاستجابات المتغيرة للبروتينات المختلفة11 ، والتداخل بواسطة الدهون13 والمنظفات7) وتطوير تعديلات لتحسين أدائها (على سبيل المثال ، إضافة المنظفات14،15 ، القلوية14،16 واستخدام نسبة الامتصاص17). بالإضافة إلى التعديلات في الفحص نفسه ، تم أيضا وصف استخدام الأجهزة البديلة ، مثل الهواتف الذكية أو الكاميرات ، لالتقاط الإشارات التحليلية18،19،20. في الواقع ، كان تطوير الأساليب التي تستخدم الهواتف الذكية كأجهزة تحليل كيميائية محمولة مجالا نشطا للبحث. ينبع الدافع لاستخدام الهواتف الذكية من القدرة على تحمل التكاليف وقابلية النقل وسهولة الاستخدام والتوافر الواسع لهذه الأجهزة.
توفر هذه الورقة بروتوكولا لقياس كمية البروتين باستخدام اختبار RGBradford20 ، والذي يستخدم الهاتف الذكي كجهاز تحليلي. على عكس منشور RGBradford الأصلي20 ، هنا ، تم تقديم إجراء يبسط عملية استخراج الألوان. إنه ينطوي على استخدام تطبيق برمجي متاح مجانا لاستخراج معلومات الألوان من كل بئر من صورة الصفيحة الدقيقة تلقائيا ، مما يوفر وقتا وجهدا كبيرين. هذا بديل للطريقة السابقة للحصول يدويا على بيانات الألوان من كل بئر واحدا تلو الآخر باستخدام تطبيق برنامج محرر الرسومات20. في النهاية ، يمكن قياس مستويات البروتين في العينات باستخدام بيانات الألوان المستخرجة من صورة صفيحة دقيقة تم التقاطها بهاتف ذكي.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
1. إعداد كاشف فحص بروتين برادفورد
2. إعداد حلول البروتين القياسية
3. الفحص

الشكل 2: تخطيط لوحة نموذجي لمقايسة بروتين برادفورد. يشير الفراغ إلى ثلاثة آبار تحتوي على 260 ميكرولتر من الماء لاستخدامها فارغة في قارئ الصفائح الدقيقة. الأمراض المنقولة جنسيا يشير إلى معايير البروتين. S1-S6 هي ست عينات مختلفة. SX_1-SX_4 أربعة تخفيفات مختلفة للعينة لكل عينة. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
4. تسجيل النتائج

الشكل 3: التقاط نتائج فحص بروتين برادفورد. في غرفة مضاءة جيدا ، يتم وضع الصفيحة الدقيقة بالتوازي مع المقعد على خلفية موحدة بيد واحدة. من ناحية أخرى ، يتم تثبيت الهاتف الذكي بالتوازي مع المقعد والصفيحة الدقيقة. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
5. استخراج بيانات اللون تلقائيا
6. استخراج بيانات اللون يدويا
7. بناء منحنيات قياسية واستقراء المجهول
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الشكل 4 عبارة عن صورة لصفيحة دقيقة تم استخراج بيانات اللون منها ، وتم تسجيل الامتصاص عند 450 نانومتر و 590 نانومتر. تم الحصول على بيانات ألوان RGB المبلغ عنها هنا كممثل تلقائيا كما هو موضح في القسم 5. النمط النموذجي لبيانات الألوان هو زيادة في القيم الزرقاء وانخفاض في القيم الحمراء والخضراء (الشكل 5). لاحظ أنه على الرغم من الانعكاس الواضح في جميع الآبار والصفيحة الدقيقة غير المحاذاة تماما (الشكل 4) ، فإن بيانات الألوان المستخرجة من ...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تصف هذه الورقة RGBradford ، وهي طريقة تستخدم كاميرا الهاتف الذكي لتسجيل البيانات من فحص بروتين برادفورد ، واستخراج بيانات الألوان ، وتحديد مستويات البروتين بدقة في العينات البيولوجية كما هو موضح في الأصلمؤخرا 20. أحد الاختلافات عن طريقة RGBradford الأصلية هو أنه تم استخدام إجراء للحصول على بيانات اللون تلقائيا باستخدام المكون الإضافيImageJ 22 . الجدة الرئيسية لطريقة RGBradford هي استخدام بيانات RGB كإشارات تحليلية. وبالتالي ، يمكن للمرء استخدام أي بروتوكول روتيني يستخدم في ...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ليس لدى صاحب البلاغ أي تضارب في المصالح للإعلان.
تم تمويل هذا العمل من قبل المجلس الوطني للتنمية العلمية والتكنولوجية (CNPq ، البرازيل) [أرقام المنح 428048 / 2018-8 و 402556 / 2022-4] وجامعة برازيليا (البرازيل). يشكر المؤلف الدكتور دوارتي نونو كارفالهو والدكتورة إيفلين سانتوس (i3s ، بورتو ، البرتغال) على توفير الوصول إلى هواتفهم الذكية المستخدمة في هذا البحث.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| 96 بئر ألواح البوليسترين المسطحة القاع ؛ | Jet Biofil ، قوانغتشو ، الصين | TCP011096 | أي متوافق مع القراءة البصرية سيكون كافيا. |
| ألبومين مصل الأبقار | سيجما ألدريتش ، سانت لويس ، ميزوري | A2153 | |
| Coomassie Brilliant Blue G | Sigma-Aldrich ، سانت لويس ، MO | B0770 | |
| الإيثيلي | |||
| iPhone 11 | Apple | MWM02BR / A | يمكن استبداله بهاتف ذكي آخر مزود بكاميرا |
| iPhone 14 Pro | Apple | N / A | |
| Phosphoric حمض | سيجما ألدريتش ، سانت لويس ، ميزوري | 695017 | |
| Redmi Note 9 Pro | XIAOMI ؛ | غير متاح | |
| S22 Ultra | Samsung | N / A | |
| SpectraMax 384 Plus. قارئ صفيحة دقيقة. | الأجهزة الجزيئية ، سان خوسيه ، كاليفورنيا | PLUS 384 | سيعمل أي قارئ صفيحة دقيقة قادر على القراءة عند 450 نانومتر و 590 نانومتر. هذا اختياري. تم إنشاء الطريقة بالفعل لرفض الحاجة إلى قارئ الألواح الدقيقة. |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه
طلب إذن