应用笔记 | 在 Opentrons Flex 上自动化的 Bicinchoninic Acid (BCA) 检测法

2026-01-14 10:59:47, Opentrons 合创生物工程（深圳）有限公司

在生物分析领域，精准的总蛋白定量是蛋白质组学等工作的关键前提。Bicinchoninic Acid (BCA)检测法是总蛋白定量中广泛应用的一种方法，但其操作步骤通常较为繁琐，且对研究人员而言耗时较多。实现BCA 检测法的自动化，既能帮助研究人员节省时间，又能保证结果的可靠性。

Opentrons 与辉瑞公司合作，基于 Opentrons Flex 平台开发了一套全自动 BCA 检测方案，并采用六只 Wistar Han大鼠的四种不同器官组织对其性能进行了评估。该方案整合了自动化液体处理步骤与全集成的Flex 板式吸光度读数器，实现了对蛋白质标准品、质控样品和组织裂解液吸光度的自动测量。与第三方酶标仪相比，测量结果在多次重复间保持一致。此外，全自动检测所得的组织裂解液总蛋白定量结果，也与手动制备样品高度匹配。这些发现共同证明了 Opentrons Flex 在劳动密集型实验中自动化的高度可靠性。

Opentrons Flex 自动化移液工作站与板式吸光度读数器

一

实验方法

使用 Opentrons Flex 制备了三种类型的蛋白样品，以评估自动化 BCA 方案的性能并与手动检测进行比较。

通过连续稀释蛋白标准品（ThermoFisher Scientiﬁc Pierce BCA 蛋白检测试剂盒）在裂解缓冲液中制备了八个校准品（参见下图 2 表格），每个浓度点设置双复孔，浓度范围从 117.1 到 2000 µg/mL。裂解缓冲液成分为：0.5% Triton X-100 和 1X 蛋白酶抑制剂混合物，溶于 50% 的组织蛋白提取试剂中，并用去离子水稀释。另外制备了三个质控样品，每个设置双复孔，浓度分别为1000 µg/mL (高浓度；QCH)、500 µg/mL (中浓度；QCM) 和 250 µg/mL (低浓度；QCL)（同样通过在裂解缓冲液中稀释制备）。对于实验样品，从野生型 Wistar Han 大鼠解剖了四种器官组织类型（心脏、大脑、肝脏和脾脏；每种组织 n=6）。对于手动和自动化方案，均使用自动化均质工作站 (Omni LH96) 进行组织称重和在裂解缓冲液中的均质化，达到 50 mg/mL 的浓度（均质前组织重量/裂解缓冲液体积）。最后，Flex 制备了总共 24个大鼠组织样品，设置了两个稀释水平（10 倍和 20 倍；每个水平 1 个重复）。

通过手动和自动化BCA检测对校准品、质控品和大鼠组织样品的总蛋白进行了定量。简而言之，在 96孔检测板 (ThermoFisher BCA 蛋白检测试剂盒) 中，将 20 µL 的校准品或质控/稀释样品与 180 µL BCA 工作试剂混合，并在 37°C 下孵育 30 分钟。孵育后，使用集成的 Opentrons Flex 板式吸光度读板器或类似的第三方系统在 562 nm 波长下测量每个板孔的吸光度。使用校准品浓度和吸光度值，通过二次校准曲线拟合计算样品和质控品的浓度。

二

实验结果

在 Opentrons Flex 上运行的优化方案包含以下步骤：首先精准执行标准品、质控品及实验样品的稀释与转移至 96 孔板的操作；随后自动添加 BCA 试剂，并启动在 37°C 下为期 30 分钟的孵育过程（依托 Opentrons 热振荡模块），以优化显色反应；最终，由集成于 Flex 的板式吸光度读板器在 562 nm 下自动完成吸光度检测。

图 1. 总蛋白定量中 BCA 检测、吸光度测量和数据处理的工作流程（上图）。在 Opentrons Flex 上进行全自动 BCA 检测的甲板布局（下图）。

A3: Opentrons Flex 板式吸光度读板器

B2: 96 孔板盖

B3: 96 深孔板，内含样品（第 1-4 列）

C1: Opentrons Flex 吸头架, 200 µL

C2: 2 mL 方形 V 底 96 深孔板，内含：

• 每孔 1.5 mL BCA 试剂（第 1 列）

• 每孔 0.9 mL BCA 试剂（第 2 列）

• 450-600 uL BSA 标准品 (2 mg/mL; A5 孔)

• 每孔 250 µL 裂解缓冲液 (B10 -> H10)

• 每孔 1 mL 裂解缓冲液 (A11 -> H12)

C3: 96 孔 BCA 检测板

D1: Opentrons 热振荡模块

最后，本研究对由蛋白标准品制备的八个校准品样品进行了评估，并用于绘制标准曲线（图 2）。每个校准品和质控品样品的吸光度测量值在六次独立运行中高度吻合，并且在集成的 Opentrons Flex 板式吸光度读数器与第三方酶标仪的直接比较中也表现一致（图 3）。

图 2. 从蛋白标准品制备了八个不同浓度的校准品（左）。进行了六次独立运行（标记为 Exp 1-6），设置双复孔，使用 BS标准方案来绘制标准曲线（右）。

图 3. 对由蛋白标准品制备的八个校准品（左）和三个质控样品（右）（双复孔，3个水平；每个水平2个重复： QCH-1000 µg/mL, QCM-500 µg/mL, QCL-250 µg/mL）的吸光度测量值在六次独立运行之间进行了比较。吸光度测量在 562 nm 波长下使用第三方酶标仪（蓝色）或集成的 Flex 板式吸光度读板器（黑色）进行，显示出一致的线性和信号检测性能。

对大鼠器官组织裂解液（来自大脑、心脏、肝脏和脾脏）进行了总蛋白定量，以比较手动和自动化 BCA 检测方案。在 Opentrons Flex 上进行的全自动 BCA 检测计算出的样品浓度 (µg/mL) 与使用手动 BCA 方案测量的浓度在四种器官类型和每种组织的六个样品中均保持一致（图 4）。