本文由易孛特生命科学(上海)有限公司CEO张涛攥写，他详细的介绍了WB技术的市场规模、应用现状及其痛点，易孛特针对传统WB实验步骤多、高度依赖人工的痛点，正在搭建一体化设备”积木“。

  1981年，蛋白质免疫印迹技术（Western Blotting，WB）得以确立，并成为分子生物学、生物工程等实验室最常用的技术之一。然而，长期以来，WB实验因存在操作繁琐耗时、实验结果重复性差等问题，令广大科研人员深感“头疼”。

  为了帮助用户更深入、全面地了解WB自动化、集成化实验设备有哪些新进展，以及其解决了传统WB实验哪些痛点，仪器信息别制作了

  设备自动化、集成化进程】专题。本期，我们邀请到易孛特生命科学(上海)有限公司CEO张涛，谈一谈他对WB实验设备的发展进程、创新技术及未来市场的看法。如您有更多技术干货、科研成果、仪器使用心得、市场观点等内容，欢迎投稿，投稿邮箱：张涛：重庆大学微生物基因工程硕士。

  早期研发参与人之一，超过10年生命科学仪器行业经验，曾任德国耶拿生命科学部应用市场经理

  张涛：根据Dimension Market Research的行业研究报告显示，预计全球14.554 亿美元，到 2033 年底将增长至26.202 亿美元，2024-2033年期间复合年增长率（CAGR）为6.8%。按产品分析，耗材将主导全球WB市场，到 2024 年将占据63.1%的市场占有率，仪器设施占据36.9%的市场占有率。按照区域分析，各地区分布差异显著，美国是最大的市场，预计在 2024 年价值5.141 亿美元，占据42%的市场占有率，预计美国到 2033 年增长至8.976 亿美元，复合年增长率为6.4%。其次是欧洲和亚太地区。按照应用分析，生物医学和生物化学研究引领应用领域，到 2024 年占据33.2%的市场占有率，其次是医学诊断市场、农业研究领域。从全球市场来看，主要玩家以美国公司为主，包括Bio-Rad（伯乐，美国）、Cytiva（思拓凡，美国），Thermo Fisher Scientific（赛默飞，美国）等众多美国公司占据了全球超过80%的市场占有率。随着国产替代的发展，国内玩家也不断涌现，并在国内占据了不错的市场占有率，但是各家在出海走向全球的进程都比较缓慢。近几年，随着接触式成像技术被发明，e-BLOT凭借着全球首创的接触式成像技术带来的巨大技术优势进入蛋白免疫印迹市场，并迅速增加，正在改变和重塑WB市场的格局。

  WB市场的增长主要归因于该技术在蛋白质定量研究、蛋白质组学、生物医学科学以及疾病诊断中提供的无法替代的高特异性和灵敏度。更高的研发水平，加上先进的研究设施和大量的医疗支出，支撑着这一个市场。慢慢的变多的人需要精确的蛋白质分析、印迹系统的创新以及生物标记等革命性的用途，从而推动市场进一步增长。

  张涛：传统WB实验步骤多、所有步骤全靠人工操作、没有统一的明确标准，所以在实际操作的流程中确实存在多个痛点，具体如下：实验步骤繁琐，耗时长：WB实验涉及多个步骤，包括样品制备、蛋白质提取、凝胶电泳、转膜、抗体孵育和显色等，每一步都需要精细操作，增加了实验的复杂性。不包括样品制备环节，仅仅是从凝胶制备开始，一个实验都需要一天半的时间，时间跨度长，效率非常低。

  实验条件敏感导致实验结果重复性差：实验结果受到多种因素的影响，如凝胶浓度、电泳条件、转膜方式、转膜缓冲液种类、转膜条件、膜的选择、膜的处理、封闭试剂种类、封闭的条件、抗体的种类、抗体的批次、抗体浓度、抗体孵育时间、抗体孵育的温度、抗体孵育的方式、抗体清洗的时间等等。这一些因素中任何一个因素的微小变化都可能会引起实验结果的显著差异。由于实验条件的敏感性和实验步骤的复杂性，WB实验的重复性往往较差。这增加了实验结果的不确定性和解释难度。

  众多步骤均为人工操作，易出错，且问题查找困难：因为步骤多，实验条件众多，操作繁杂，全人工操作，导致了实验出错的概率大幅度提升。因为每一个环节出问题，都可能会引起实验失败，这也导致实验失败后问题查找非常的困难。

  样品处理要求高：样品处理不当可能会引起蛋白质降解、浓度不足或污染等问题，从而影响实验结果的准确性。

  技术局限性：现在主流的冷CCD成像技术本身灵敏度不够，导致很多低丰度蛋白无法检测出来。暗室压片技术定量范围过窄，导致没办法对不同表达丰富的蛋白准确定量。

  数据分析受主观判断影响大：需要手动借助软件对结果图片进行数据分析和量化，不同人主观判断差异会导致分析结果差异较大。导致研究成果的可重复性变差。

  样品处理通量低：样品处理通量受限于凝胶的尺寸和上样数量，常规凝胶只能处理10-15个样品/块胶，不能用于大量样品的检测。

  张涛：e-BLOT推出了针对WB全流程（组织细胞破碎—蛋白提取—蛋白转印—抗体孵育—成像）的仪器方案：成像：接触式化学发光成像仪

  e-BLOT首款产品e-Blot Touch Imager，全球首次革命性地将接触式成像方式应用到Western Blot化学发光成像领域，将成像的灵敏度、动态范围相对于冷CCD成像提升两个数量级；95%样品1秒成像；体积缩小>

  90%；首次实现了低成本同位素成像。中国原创技术将WB成像带入一个全新的时代，实现了全球WB成像领域的技术引领。蛋白转印：一键转膜仪无须设置参数，针对不同胶浓度、胶厚度，只需一键选择即可启动转印；主动制冷，保证转膜过程持续低温，蛋白条带不扩散，电流更稳定，结果重复性更好；节省缓冲液，只需要传统湿转1/10的缓冲液消耗；开放试剂，最大化节省使用成本；5-15min快速完成全分子量转印，转膜效率提升4倍以上。

  转印过程中动态持续补液，维持持续的高电场，持续带走转膜过程中产生的热量，电流更稳定，结果重复性更好。能做到传统湿转的效果，但是只需要传统湿转五分之一的转印时间、四分之一的缓冲液消耗，且能够适用于蛋白凝胶的染色。

  实现从转膜后到曝光前整一个完整的过程（封闭、一抗孵育、清洗、二抗孵育、清洗）自动化。其专有的弧形孵育盒设计，能尽量用最少的抗体孵育整张蛋白膜，抗体能够直接进行自动回收，90°倾倒方式回收，回收率高，提高实验效率的同时可以最大限度地节省抗体。该设备能适配五种不一样的尺寸的蛋白膜，满足各种实验场景需求。设备简单易操作，只需将膜和封闭液放入孵育盒，按要求放置一抗二抗，选择程序启动即可，运行结束取出蛋白膜，可直接用于成像曝光。既节省人力，又能避免人的因素带来的影响。

  集极致安全与高效破碎于一体的设计。全金属外壳保护+机械锁+电子锁，三重安全防护，安全系数＞IK8级；三维式运动设计，线mm/s，破碎效率提升2.7倍，破碎效果更好；双减震+吸音设计，运行稳定且噪声极小，噪声值＜50dB。

  针对50-2000uL微量蛋白样品，替代传统手动重力柱操作，自动化完成纯化工作，一次可完成1-16个样品的纯化。主要解决科研或者研发的用户，样品量少，手动操作繁琐，结果重复性差的问题，解决传统柱层析不能做微量样品纯化的问题。通过SM磁力放大技术实现自动化细胞磁珠分选的功能。

  张涛：作为完全自主创新的新新一代成像技术产品，接触式化学发光成像仪Touch Imager已经推出，就迅速被大家认可，正在快速地成为新一代的主流技术，短短几年就已进入中国、美国、欧洲、日本、韩国、新加坡等全球主流国家的近千家实验室。仪器信息网：

  e-BLOT的用户大多分布在在高校、医院、研究所、生物/医药企业四个大的领域。高校：清华大学、北京大学、上海交通大学、复旦大学、瑞典乌普萨拉大学、荷兰瓦赫宁根大学、瑞士苏黎世大学、新加坡国立大学、东京工业大学、韩国高丽大学等。

  研究所：中国科学院下属各个研究所，中国农科院下属各个研究所、中国医科院、美国国立卫生研究院NIH、美国MD安德森癌症研究中心、日本国立育成医疗研究中心、韩国国立研究院等。

  医院：阜外医院、华西医院、瑞金医院、仁济医院、中山医院、齐鲁医院、韩国国立癌症医院、蔚山大学峨山医疗中心儿童医院、台北荣民总医院等

  用户对e-BLOT的产品反馈是，仪器灵敏度较高、定量精准、操作极其简单、非常大地节省了实验成本、节约空间。客户用了e-BLOT产品后说得最多的一句话就是：原来拍不出来的，现在可以了。这也是客户对e-BLOT最大的褒奖。

  推广计划？张涛：e-BLOT在分模块开发全自动WB设备，目前成像模块、转印模块和抗体孵育模块已被开发成为独立的设备推向市场，整合式的全自动WB系统将会在各个模块开发完成后整合为一体式的全自动WB系统。成像模块：已开发成为广受大家赞誉的产品接触式化学发光成像仪Touch Imager，无需参数设置，一键点击就可以获得理想的成像结果。

  转印模块：已开发成为操作最为简单的一键转膜仪EZ BLOT，无需参数设置和条件优化，一键操作就可以完成转膜操作。

  孵育模块：已开发成产品全自动蛋白孵育系统EZ Incubator。该系统使用最贴近于传统WB实验操作步骤的技术原理，一次可以全自动完成6块膜如下实验步骤：封闭、一抗孵育、清洗、二抗孵育、清洗。可以将实验人员从繁杂冗长的手动实验中解放出来，且大幅度的提高了实验的重复性和精准度。

  张涛：未来WB自动化技术和产品形态的发展的新趋势会体现在以下几个方面：从局部流程自动化到全流程自动化

  目前已经有多款产品将封闭、一抗孵育和二抗孵育三个步骤实现了自动化，未来会有针对其他步骤的自动化。

  ，从凝胶电泳到成像检测的一体化：目前也已经有了基于毛细管电泳方案的全自动蛋白免疫印迹，但是因为使用价格昂贵，且结果为模拟的图像，限制了该方案的普及。大家都在探索将常规Western blot原理和步骤自动化的方案，期待这类产品能够研发成功并尽快面世，将科研工作者解放出来。

  Western blot一体化：真正的全流程自动化，是原始样品进，结果出。将样品制备与Western blot流程整合一体化的设备将是WB自动化的终极方案。模块化设计为了兼顾不同实验需求，设备可能采用模块化设计，让用户按需选不一样功能模块（如样品制备、电泳、转印、孵育、成像等模块）。

  随着AI的加快速度进行发展，AI辅助也会逐渐被整合到WB流程中，比如根据每一个样品的真实的情况自动实时调整电泳、转印、孵育、成像等环节的实验条件。尤其是成像和结果分析环节，AI会被优先使用，通过机器学习算法自动获取最合适的成像结果和最精准的分析结果，提供定量结果、数据质量控制及问题诊断，提升实验结果的可靠性和重复性。

  云端互联技术使得设备能远程监控和操作，实验数据可直接上传至实验室管理系统或云端数据库，便于数据共享与追踪。

  为了满足组学研究需求，设备将支持多样品的高通量处理，同时保持实验的精确性和灵敏度。

  ，多功能整合：未来设备可能整合Western Blot、ELISA，甚至质谱等多种检测的新方法，实现多平台数据互补，满足更多科研需求。这些趋势共同指向更高效、智能、灵活的Western Blot解决方案，适应现代科研对数据准确性、高通量和快速响应的需求，同时降低实验室的操作成本和技术门槛。

  WB是经验依赖性的多步骤实验，操作步骤繁琐耗时、实验结果重复性较差。对于细胞或组织中含量极低的一些蛋白（即低丰度蛋白），常规的 WB 操作往往很难检测到清晰准确的条带。此外，通常一次 WB 实验只能对有限的几个样本或者几种蛋白进行仔细的检测，这种低通量的特点难以满足大规模筛选、组学研究等对多样本、多蛋白同时分析的需求，限制了其在高通量实验场景中的应用范围。

  随着WB技术的不断成熟和相关这类的产品性能的提升，慢慢的变多的实验人员认识到一体化、集成化、自动化产品的优势，并逐渐接受和采用这一些产品，尤其是在一些对实验结果准确性和重复性要求比较高的研究领域，如生物医药研发、临床诊断等，自动化等产品的应用愈来愈普遍。