一探究竟 | 运用射击比赛的科学原理教你如何做好生物实验

哪些极致瞬间，你永远也无法忘记？来听听科研人极致科研的心声：

● 极致科研瞬间:经历种种结果失败，就比如WB条带不清晰等，刚好成功的那一刻，就觉得等待是值得滴～

● wb,最开始接触的实验，最开心的瞬间莫过于跑出自己想要的条带，最享受的时刻莫过于自己一点点摸条件，一点点在进步！

● 科研之路可能不会很顺利，但是我们要保持初心，坚定自己选择的道路，突破瓶颈，为国家创造更大价值！

● 科学、理性、真实，我觉得才是科研运动的真谛！

领略极致科研体验

在东京奥运会上，随着张常鸿获得男子50米步枪三姿项目的金牌，中国射击队的东京奥运会之旅总计收获4金1银6铜，共11枚奖牌，创下了中国射击队奥运参赛史上的奖牌数纪录。作为一名爱好运动的科研人，在观看比赛的同时，发现其实射击比赛的科学原理也能启发我们在日常实验中如何解决实验问题。 

那么，此次就来说说射击比赛的科学原理如何启发大家做好生物学实验？

首先说一下10米气步枪、气手枪规则：

每位选手打六组，每组10发子弹，共60次射击，需要在75分钟内完成，总成绩最好的8位选手晋级决赛。决赛时两个基础分（先打两个5发，每个5发是150秒），10发子弹打完之后进入淘汰赛阶段，两发（每发50秒）决出第八名，再打两发决出第七名......以此类推，最后决出冠军。 

以上可以看出，要想获得射击比赛冠军，除了对运动员的技能和心态有着极高要求外，拥有一把具有超高精度和可靠性的射击比赛用枪也同样是必须的。

一把优秀的射击气枪必不可少

射击是一个对装备依赖性很强的项目，相比于军用枪支使用火药为动力，在射击项目中运动员所使用的气手枪、气步枪使用压缩空气或二氧化碳驱动子弹。

射击运动的运动枪不仅自身拥有超高的精度，而且连他们的弹药都是全手工装填。此外，运动员用枪上的贴腮板、握把、扳机甚至是拇指孔，都是根据运动员的手形和射击习惯，调整到最好位置的。[1] 

在竞争异常激烈的国际射击赛场上，除了运动员的技术水平和整体素质外，枪支、弹药的质量也会对成绩产生较大影响，尤其是在运动员水平相当的情况下，影响更加明显。[2] 

过去国产子弹射击精度不如英国弹和芬兰弹好，单发跳动大，有远弹，而且抛壳不正常，故障率高，因此在国内和国际重大比赛中，很少被使用。后来，为了能在2008年北京奥运会上让中国运动员使用国产枪弹夺取金牌，经过不懈努力和持续改进，奥运会射击运动枪弹无论是外观，还是技术指标均达到了世界一流水平。其中，三角牌弹在2005年6月份举行的北京奥运会比赛用弹鉴定中脱颖而出，名列第一，并已成为国家射击队首选比赛用弹以及北京奥运会比赛用弹。

射击服同样暗藏玄机

射击服，俗称皮服，每一套射击服重量都超过5公斤，射击运动员衣服越厚越硬对动作的稳定帮助就越大。服装对“枪手”的影响有多大？答案不穿射击服参赛，成绩相差大约十几环这差不多是职业运动员和业余运动员的差距。

射击服最大的作用在于，尽可能的消除心脏跳动对于射击的影响。由于步枪射击姿势的问题，对步枪稳定性影响最大的是心跳。[3] 

此外，也有利于运动员放松肌肉，支撑身体，固定他们的动作保护运动员的肩部、腰部和腿部。这身特制的服装有一定的硬度和强度，它不仅有利运动员放松肌肉，还能够支撑运动员的身体，固定他们的动作，不让姿势来回变化，以达到保护运动员的肩部、腰部和腿部的效果。[4]

生物实验何尝不想拥有一套好装备

WeaternBlot与射击一样需要精准出击

说到这里，我想屏幕前的不管是高校机构还是公司企业的研发部门，都需要一套性能优秀、可靠性强的实验装备吧！的确，拥有好的技术手段，不仅能够让日常的实验事半功倍，也会让你的实验数据更加可靠。 

什么是好的技术手段？花费时间更少，操作更容易，数据有更好的重复性和可靠性！ 

对于刚刚接触蛋白质相关研究的同学来讲，Western Blot (WB) 实验是不可避免的一道鸿沟。然而，看着paper里各路大神跑出那么漂亮的条带，科研小白不禁感慨，如何才能跑出完美条带呢？

就比如，很多小伙伴做WB时往往发现做出来的条带不漂亮、带型异常等情况。一般情况下如果WB出现条带歪、不整齐等现象，那很有可能是配胶的问题，如胶浓度不均一，胶板未洗干净混有杂质等原因。

事实上，这也是手配胶经常会遇到的问题，要么胶不凝固、要么胶不均匀等等。即使是经验老到的师兄师姐，也难免会在配胶时失手，因此，我们日常做实验时都会多配几块胶，以防止配胶失败或者跑出来的条带不好。所以电泳环节通常耗时费力，稍有不慎还会影响最终印迹结果。

又比如，如果 WB 结果出现白圈（空泡），那么一般是由于转膜时三明治结构中间出现气泡导致的，需注意转膜时小心排出气泡。如果什么都没有，要么一抗二抗加错了，要么就是转膜失败。尽管这些看似是只有新手会犯的实验操作原因，却一直难以避免。

但是现在，随着科技的发展，以上的这些常见问题事实上已经有了很好的解决办法。使用赛默飞iWestern 工作流程，不但一天能完成2轮，更能检测到低至阿克（10-18g）的蛋白，使用经过验证的抗体，结果的准确性得到了更好的保障。 

其中NuPAGE Bis-Tris预制胶可通过中性pH体系保护蛋白样本的完整性，让条带分辨率更高，仅需35分钟即可获得锐利且笔直的条带。上市20余年来，已有超过25,000篇文献证明了NuPAGE Bis-Tris预制胶的可靠性和实用性。

另外，蛋白质免疫印迹流程中的关键步骤之一是将蛋白质从电泳后的聚丙烯酰胺凝胶上转印到硝酸纤维素膜或聚偏二氟乙烯（PVDF）膜上，以便使用抗体检测特异靶蛋白。针对上述提到的条带出现空班或转膜失败，赛默飞也开发了适用于湿式、半干式和干式印迹法的转印系统。能够最大程度减少在转膜这一过程中出现的各种问题，增加实验成功率。

要看清楚分子量相近的蛋白条带，910万像素高分辨率冷CCD成像仪可以助你一臂之力。比如，如下图所示，使用星孢菌素刺激HeLa细胞，诱导蛋白剪切（左），或使用IFN-α诱导蛋白磷酸化（右）。使用iBright智能成像系统检测微弱的蛋白质修饰和邻近的蛋白条带。此外，你还可以采用不同激发光的荧光二抗标记微小差异蛋白。因为iBright提供多至4色荧光同时拍摄的功能，每个荧光通道单独拍摄，最后将各个通道merge在一起，既能避免邻近条带的相互干扰，同时又可提供更多平行数据。

iWestern流程使用NuPAGE蛋白预制胶保护蛋白质的完整性，SuperSignal Atto极敏化学发光底物让微量内源蛋白无处藏身，经过严格验证的Invitrogen抗体确保结果的可靠性，iBind系列不插电自动化孵育系统减少人为引入的影响因素，iBright智能成像系统的910万高分辨率镜头灵敏地捕获"蛛丝马迹"。正所谓"千面蛋白，准确捕获"！

接下来好消息来了，赛默飞iwestern workflow促销限时一周开始啦！

参考文献：

[1]Spancken S, Steingrebe H, Stein T (2021)Factors that influence performance in Olympic air-rifle and small-boreshooting: A systematic review. PLoS ONE 16(3): e0247353.https://doi.org/10.1371/journal.pone.0247353

[2]王培勇,邢瑜,冯锋,王守恒,杨良策,王义夫,金季春,傅兰英,龙非筱.奥运射击子弹的无损检测:Ⅱ.子弹实射检测与评价[J].首都体育学院学报,2010,22(05):1-6.

[3]https://doi.org/10.1016/j.psychsport.2006.02.002

[4]https://www.360kuai.com/pc/9aae36abf9f6637f8cota=4&kuai_so=1&tj_url=so_rec&sign=360_7bc3b157

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