你的WB成像仪，可能漏掉了99%的信号

你有没有想过一个问题。

你精心准备了样品，跑完了电泳，转好了膜，孵了一抗二抗，洗了TBST，然后滴上发光液——一切就绪，把膜放进成像仪，按下曝光键。

然后屏幕上显示的图像让你怀疑人生。

强信号的条带亮到过曝，白茫茫一片，定量不了。弱信号的条带直接消失，什么都没有。你以为是没有表达、又或是实验其他环节出现了问题。你重新回想了每个细节，然后重新上样，重新跑胶，重新转膜，重新孵抗体——折腾三天后拿到一模一样的结果。

这时候你开始相信了那句在生命科学实验室经常听到的传言：WB实验是玄学。你甚至在每次实验开始前上香、贴符、祈祷。但是自始至终你都没有怀疑：也许不是实验的问题，而是那台成像仪根本看不见。

这不是个例。这是全世界使用冷CCD成像仪做WB的科研人员共同面对的困境。只是大多数人已经习以为常了，觉得"WB就是这样，弱信号本来就拍不出来"。

但事实是：你膜上的信号，有超过99%根本没有被你的成像仪接收到。

要理解这件事，我们需要先搞清楚冷CCD成像仪的工作原理。

冷CCD成像仪的光路结构其实和你手机里的摄像头差不多——一个感光芯片加一个光学镜头。区别在于CCD芯片被制冷到低温以减少暗电流噪声，镜头经过特殊设计以收集微弱光信号。

工作流程是这样的：你的膜发出化学发光信号→光子向四面八方辐射→其中一部分光子飞向镜头方向→镜头把它们汇聚到CCD芯片上→芯片把光信号转换成电信号→电脑处理成图像。

看起来没什么问题对吧？但问题出在"一部分光子飞向镜头方向"这一步。

化学发光是全向辐射的，光子均匀地向四周发散。而你的镜头只能收集到它正前方一个锥形立体角内的光子。这个锥角有多大？取决于镜头的数值孔径和焦距，但即使是广角镜头，能收集到的光子也不到总量的1%。

换句话说，你膜上发出的100个光子，有99个以上直接被成像仪的机身内壁吸收了，只有不到1个能到达CCD芯片。

这就好比你站在一个巨大的广场上喊话，对方却拿了一个很小的麦克风在三米外收音。你喊到嗓子冒烟，对方听到的也只是一声微弱的嗡嗡声。

所以冷CCD成像仪的本质矛盾是：它用一种"远距离旁观"的方式去捕捉一种"极其微弱"的光信号。中间隔着的距离和镜头，就是信号损失的重要根源。

这也是为什么冷CCD成像仪需要那么长的曝光时间。不是因为它在"等待"更多光子，而是因为它每秒能接收到的光子实在太少了，必须靠时间来累积。

2017年，易孛特生命科学在上海做了一件前人没有做过的事。

他们把镜头拿掉了。

这个想法简单到让人拍大腿，但执行起来极其困难。既然光信号损失的主要原因是"镜头和距离"，那就不用镜头，让感光芯片直接贴到膜上。

这就是接触式化学发光成像的原理。

Touch Imager的成像结构是这样的：一块超大尺寸的感光芯片，直接覆盖在发生化学发光反应的膜上方。膜发出的光子不需要经过任何镜头、不需要跨越任何空间距离，直接被芯片接收。

零距离，无镜头，零信号损耗。

膜上发出100个光子，芯片就能接收到接近100个。这和冷CCD接收不到1%的效率相比，是不小的差距。

除此以外，Touch Imager的超大尺寸感光芯片还带来了另外的优势，那就是单个像素点尺寸也相比于冷CCD成像芯片大了400倍，在灵敏度和定量范围上都有了更大的提升。

这就是为什么Touch Imager能把WB成像的灵敏度和动态范围相对于冷CCD提升两个数量级。不是靠合并芯片的像素，不是靠优化镜头的光圈，而是从根本上改变了光信号采集的物理路径。

数字说话。

在一组使用FUBULIN抗体稀释梯度的对比实验中，Touch Imager以0.1秒曝光就检测到了1/500稀释倍数的弱信号条带。而同一张膜，用某品牌的冷CCD成像仪曝光60秒，1/500稀释倍数的位置上依然没有任何信号检出。

60秒和0.1秒。600倍的曝光时间差距，冷CCD依然败下阵来。

同一组实验还做了和胶片压片的对比。胶片分别在1秒、5秒、30秒多次曝光，小于1/500梯度的信号始终无检出，而30秒曝光的强信号直接过爆。Touch Imager 1秒曝光，无论强弱信号都能检出。

这还只是灵敏度一个维度的对比。

再看动态范围。传统冷CCD的动态范围有限，这意味着如果你的样品里有强信号和弱信号同时存在，你很难在同一张图上把它们都拍清楚。强信号曝光够了，弱信号还看不见；等弱信号曝光够了，强信号早就过曝成白板了。

你只能分多次曝光，拍好几张图，再在后期处理时拼到一起。但拼出来的数据可靠吗？不同曝光时间下，芯片的响应并不是严格线性的，尤其是接近饱和的时候。所以你拿到的"宽动态范围"其实是拼出来的，不是真实一次采集的。

Touch Imager的动态范围比冷CCD宽了两个数量级。同一张膜上的强信号和弱信号，可以在一次曝光中同时被清晰捕捉。不需要分多次曝光再拼图，不需要在强带和弱带之间做取舍。

这就是为什么95%以上的样品可以在1秒内完成成像。因为信号足够强，不需要长时间积累。系统内置一键自动曝光功能，放进去按一下，即可完成信号采集。如果信号极其微弱，也可以手动设置曝光时间。更关键的是，即使增加曝光时间，强信号也不容易过曝——因为动态范围足够宽。

还有体积。

冷CCD成像仪需要镜头系统，镜头需要一定的焦距才能成像，焦距决定了镜头到样品之间必须有一定距离，这个距离又决定了整个暗箱的尺寸。所以传统冷CCD成像仪看起来都像一个大方箱子——里面大部分空间都是给光路留的。

Touch Imager不需要镜头，不需要光路，芯片直接贴在膜上。整个设备的体积只有传统冷CCD成像仪的二十分之一。放在实验台上，不到一张A4纸的面积。

这个体积差距不是产品设计的区别，是技术原理的根本不同。

说一个真实的故事。

某高校实验室要采购WB成像设备，邀请了多家厂商来做现场PK。到场的有几家做冷CCD成像仪的主流品牌，以及刚成立不久的易孛特。

测试条件是这样的：先用正常样品，各家的冷CCD成像仪曝光10分钟，第六条弱信号带均无检出。然后换成了前一天已经做过实验的旧样品——信号已经衰减了不少，而且没有重新孵育抗体。

在这种"苛刻到有点欺负人"的条件下，Touch Imager曝光1分钟，第六条带清晰检出。

而使用同一样品的某品牌冷CCD成像仪，只捡出了3条强信号带。把曝光时间加到10分钟后，强带过曝到没法看，弱带依然无信号。

这不是同一个维量的较量。

客户的评价是："你们顶多是功能机，他们（Touch Imager）是智能手机。这不是一个时代的产品。"

技术层面再补充几个细节。

Touch Imager的感光芯片尺寸达到14cm×12cm，足以覆盖一整张标准Western Blot膜，不需要分区域拍摄再拼接。芯片采用多重防护的特殊封装工艺，确保发光液不会渗漏到设备内部。设备采用24V低压供电，通过有线网络与电脑连接，安全性有保障。

除了化学发光成像，Touch Imager还支持背光成像模式，用于采集膜上的预染色Marker信号，可以和化学发光图像精细合并，精确定位每一条条带的分子量位置。软件支持多用户管理，每个用户可以设置自己的账户和文件保存路径。图像数据不可删除，只能修改和编辑，方便实验数据溯源——这在越来越严格的科研数据管理要求下，是一个很实用的功能。

软件还内置了3D成像功能，可以直观地判断图像是否曝光过度。如果某个区域在3D视图里"撞顶"了，说明信号已经饱和，定量数据不可靠。这个功能在冷CCD成像系统里几乎没有见过。

Touch Imager还支持β和γ同位素成像（需加配同位素成像适配器），这意味着用更低成本就能实现同位素检测功能。

Touch Imager电子压片成像仪于2018年获得德国红点设计大奖，在全球范围内拥有多项发明专利保护和外观设计专利保护，通过了CE认证（EMC、LVD、RoHS），公司本身拥有ISO9001质量管理体系认证。

截至目前，已有超过800篇依托Touch Imager完成的研究成果发表在学术期刊上，其中包括《Nature》等期刊，文章影响因子高达64.8分。产品已进驻全球600余家科研机构和企业，用户覆盖中国、美国、欧洲、日本、韩国、新加坡等主流国家，用户名单包括清华大学、北京大学、瑞典乌普萨拉大学、瑞士苏黎世大学、美国MD安德森癌症研究中心，以及罗氏制药、百时美施贵宝等跨国企业。

回到开头那个问题。

为什么你的弱信号条带拍不出来？

不是因为你的抗体浓度不够，不是因为你的蛋白表达量太低，也不是因为你的实验操作有问题。很可能是因为你用的成像仪，只接收到了你膜上不到1%的光信号。

冷CCD成像技术的逻辑是"隔着镜头远观"，接触式成像的逻辑是"贴上去直接看"。这不是改良，不是优化，是技术路线的重新选择。

就像从胶片到数码相机的跃迁一样——不是把胶片做得更薄、感光度更高，而是换一种完全不同的方式去记录光。

WB成像的第四次技术迭代，已经发生了。如果你还在为拍不出弱信号而反复加样、增加抗体浓度、延长曝光时间，也许该考虑的不是换个实验方案，而是换一台成像仪。