噬菌体展示
噬菌体展示技术和其应用ppt课件
2024/3/30
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应用举例：
部分做过的工作
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一、半合成噬菌体抗体库的构建
构建一个半合成抗体库，不经免疫制备人源抗Tie2 Fab抗体。通过RT-PCR方法，从人脐带血淋巴细胞总 RNA 扩增轻链基因及重链VH段基因，将轻链基因插 入pCOMb3载体中，得人轻链质粒库；从乙肝表面抗 体（HBsAb）的Fd段基因制备含有不同长度随机化 CDR3的FR3-CDR3-J-CH1片段，然后将VH段基因与随 机化的CDR3融合，得到Fd基因片段，再将其插入轻链 质粒库中，得半合成人Fab质粒库。
成3节段
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M13噬菌体
丝 状 噬 菌 体
λ噬菌体、T4噬菌体、T7噬菌体
蝌 蚪 形 噬 菌 体
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T7与M13相比优势明显
T7Select的优势 解释
是在细胞质中表 达的裂解性噬菌 体
C-端融合
与M13不同，T7是裂解性的，其展示的蛋白无需分泌。
插入序列被克隆到T7Select载体基因10 的C-端，可以使带有终止密码子的 插入子得以表达和展示。
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34人源噬菌体Fab抗体半合成的构建将酶切纯化的重链重叠PCR产M13的超感染 下，繁殖出表算出κ＋Fd（包括CDR3-5个菌落，涂格，过夜培养后菌落PCR： 其中6个克隆中有轻链也有重链。双链插入率 为60％左右。
κ 链 文 库 的 容 量 为 5.03×106,λ 链 文 库 的 容 量 为 6.8×106(多次建库混合后的库容量)。
从平板上随机挑取10个菌落，涂为70％。
载体克隆容量大 T7载体比M13克隆容量大，而任何克隆到M13上大于1 kbp的片段都不稳定。
简述噬菌体展示的基本原理和方法
简述噬菌体展示的基本原理和方法噬菌体展示是一种利用噬菌体（即细菌病毒）作为展示载体来展示外源蛋白的方法。
噬菌体是一种寄生在细菌上并以细菌为宿主的病毒，它具有高效的感染能力和高度选择性的感染靶细菌的特性，因此被广泛应用于基因工程、蛋白质工程和生物技术研究领域。
噬菌体展示的基本原理是将目标蛋白的编码基因与噬菌体的外壳蛋白基因相连接，构建成重组噬菌体基因。
在噬菌体感染细菌的过程中，重组噬菌体基因会被细菌细胞内的转录和翻译系统识别并表达出来，从而使目标蛋白与噬菌体的外壳蛋白相连，展示在噬菌体的表面。
噬菌体展示的方法主要有两种：一种是基于基因III的展示系统，另一种是基于基因VIII的展示系统。
基因III是噬菌体表面的主要外壳蛋白，通过将目标蛋白编码基因与基因III基因相连接，并在细菌细胞内进行表达，可以使目标蛋白与噬菌体的外壳蛋白连接在一起。
基因VIII则是噬菌体的次要外壳蛋白，通过将目标蛋白编码基因与基因VIII基因相连接，并在细菌细胞内进行表达，可以使目标蛋白展示在噬菌体的表面。
噬菌体展示的方法在实验室中可以通过以下步骤来进行：首先，将目标蛋白的编码基因与噬菌体的外壳蛋白基因进行连接，构建成重组噬菌体基因；然后，将重组噬菌体基因导入到感染性大肠杆菌等宿主细菌中；接着，通过培养宿主细菌，使重组噬菌体基因在细菌细胞内进行转录和翻译，从而使目标蛋白与噬菌体的外壳蛋白连接在一起；最后，通过离心分离和纯化的方法，获得展示目标蛋白的重组噬菌体。
噬菌体展示的优势在于其高效、高通量和高度选择性的表达特点。
由于噬菌体具有高效的感染能力和短周期的复制时间，可以在短时间内大量表达目标蛋白，并且可以通过筛选和分离的方法选择性地表达和纯化感兴趣的蛋白。
此外，噬菌体展示还可以实现对目标蛋白的定向进化和筛选，使其具有更好的性能和活性。
噬菌体展示在科学研究和应用领域具有广泛的应用价值。
在药物研发领域，噬菌体展示可以用于筛选和鉴定潜在药物靶点，并可以通过定向进化的方法优化药物分子的亲和性和特异性。
噬菌体展示技术
噬菌体展示技术第一篇：噬菌体展示技术介绍噬菌体作为一种针对细菌的病毒，与我们生活息息相关。
除了作为抗生素的发现者，噬菌体还可以被利用于噬菌体展示技术。
这种技术利用噬菌体表面展示的蛋白质，实现对目标蛋白质的快速筛选和鉴定。
本文将介绍噬菌体展示技术的原理、优缺点，以及在生命科学研究和工业生产中的应用。
一、原理噬菌体展示技术是将目的蛋白或肽插入噬菌体表面的一种方法。
噬菌体表面组分主要有三种：1）编码质粒的pIII蛋白质；2）编码细胞毒素E的pVIII蛋白质；3）编码专一结合的pV蛋白质。
它们在噬菌体的组成和结构上有不同的作用。
其中，pIII和pVIII蛋白质被广泛地应用于蛋白质展示，pV 蛋白质则被用于病毒特异性分离。
噬菌体展示技术的基本步骤为：首先，在噬菌体pIII或pVIII蛋白质基因的外侧区域中插入目的蛋白的DNA序列；然后使用这些噬菌体感染大肠杆菌。
噬菌体在感染过程中就会将目的蛋白展示在其表面。
最后，可使用具有亲和力的配体或抗体选择目的蛋白并纯化。
二、优缺点噬菌体展示技术的优点主要集中在以下几个方面：1）大容量：噬菌体可以在感染过程中表达众多的外表面蛋白，其中每个蛋白均可成为一个展示物，针对多种噬菌体展示技术。
2）直接鉴定：在已知多肽的情况下，可以使用特定的抗体直接鉴定噬菌体表面的展示蛋白。
3）高灵敏度：噬菌体展示技术对目标蛋白的识别灵敏，并且可以使用大量病毒颗粒进行检测。
4）高效率：噬菌体展示技术可将展示蛋白直接表达在噬菌体的表面，无需进行分离提纯，从而加快了蛋白纯化过程。
噬菌体展示技术的缺点主要有以下几方面：1）分子大小限制：目前仅适用于直径小于1/3噬菌体直径的蛋白分子。
2）生物安全：组装成噬菌体后，展示蛋白无法及时得到更新，可能会导致噬菌体的生物安全风险。
3）抗原性：由于目的蛋白常常被表达在噬菌体的表面，因此它们可能会被视为异物而引起免疫反应。
三、应用由于噬菌体表面蛋白质的展示，噬菌体展示技术已经被广泛应用于生物医学研究和工业生产中。
噬菌体展示技术的原理和方法
噬菌体展示技术的原理和方法噬菌体展示技术是一种利用噬菌体表面展示特定肽段或蛋白的技术。
这项技术自20世纪80年代问世以来，已在许多领域显示出广阔的应用前景，包括药物研发、疫苗设计、蛋白质相互作用研究等。
本文将详细介绍噬菌体展示技术的原理和方法，并探讨其优缺点和发展趋势。
噬菌体展示技术利用的是噬菌体的特性，噬菌体是一种病毒，专门感染细菌等微生物。
它们由蛋白质外壳和内部遗传物质组成，其中蛋白质外壳又由多个蛋白亚基组成。
噬菌体展示技术利用噬菌体表面展示特定的肽段或蛋白，这些肽段或蛋白可以来自天然蛋白质，也可以是人工合成的。
展示在噬菌体表面的这些肽段或蛋白能够与特异性受体结合，从而实现表面展示的功能。
噬菌体展示技术的关键之一是选择合适的展示载体。
载体通常是一种丝状噬菌体，其基因组可以容纳较小的外源基因片段。
常用的载体包括M filamentous phage等。
这些载体具有一些共同的特性，如对外源蛋白质的容纳能力较强，能在体内和体外环境中稳定存在等。
在噬菌体展示技术中，需要筛选出能感染特定细菌的噬菌体。
这些噬菌体可以是自生的，也可以是通过基因工程改造得到的。
在筛选过程中，可以利用不同细菌的特性，如受体类型、细胞壁结构等，来选择合适的噬菌体。
还需要考虑噬菌体的毒性、繁殖能力等因素。
在噬菌体展示过程中，需要反复感染以积累足够数量的展示肽段或蛋白。
这个过程中，通常需要使用超滤或凝胶过滤等手段对噬菌体进行纯化，以确保得到的展示肽段或蛋白的纯度和浓度。
反复感染的过程不仅可以增加展示肽段或蛋白的数量，还能帮助排除展示过程中可能产生的突变。
克隆选择是噬菌体展示技术的另一个关键步骤。
这个过程中，通过将展示肽段或蛋白与特定配体结合，筛选出能够与配体结合的克隆。
这些克隆可以进一步扩增和纯化，从而获得高亲和力和高特异性的克隆。
噬菌体展示技术的优点在于其能够将蛋白质或多肽特异性与噬菌体的生物学特性相结合，从而实现表面展示的功能。
噬菌体展示筛选抗体技术介绍
探索生物医学中的创新应用
目录
01 噬菌体展示筛选抗 体概述
06 噬菌体展示抗体的 发展前景
02 噬菌体展示技术原 理
03 噬菌体展示抗体筛 选流程
0Hale Waihona Puke 噬菌体展示抗体的 应用案例05 噬菌体展示抗体的 优点与缺点
01 噬菌体展示筛选抗体 概述
噬菌体展示筛选抗体概述
1 噬菌体展示筛选抗体技术介绍
疗效果并降低副作用。
05 噬菌体展示抗体的优 点与缺点
噬菌体展示抗体的优点与缺点
噬菌体展示抗体的优 势
噬菌体展示技术能够快速、 高效地筛选出特异性抗体， 大大缩短了实验周期，提高 了研究效率。
噬菌体展示抗体的局 限性
噬菌体展示技术虽然筛选速 度快，但存在假阳性率高的 问题，需要进一步的验证和 优化。
噬菌体展示筛选抗体技术是一种利用噬菌体表面
噬菌体展示筛选抗体的优势 2 展示特定蛋白质，通过生物淘选方法寻找与目标
噬菌体展示筛选抗体技术具有高度灵活性和多样
抗原特异性结合的抗体的方法。
性，能够快速、高效地筛选到具有高亲和力和特
异性的抗体，为免疫学研究和药物开发提供了重
要工具。 3 噬菌体展示筛选抗体的应用前景
噬菌体展示抗体的优 势
噬菌体展示技术具有高度灵 活性和多样性，可以快速、 大量地筛选出特异性强、亲 和力高的抗体，为生物医学 研究和药物开发提供了重要 工具。
噬菌体展示抗体的应 用前景
噬菌体展示抗体技术在肿瘤 治疗、免疫诊断、疫苗研发 等领域具有广泛应用前景， 有望为人类健康事业做出重 要贡献。
谢谢大家
噬菌体展示筛选抗体技术在疾病诊断、治疗和预
防等方面具有广泛的应用前景，包括癌症治疗、
噬菌体展示
噬菌体展示
简介
噬菌体是一种能够感染细菌并在其中繁殖的病毒。
它被广泛用于生物学研究和生物技术应用中，特别是在基因工程和基因治疗领域。
噬菌体展示技术是一种将特定蛋白质或肽段展示在噬菌体表面的方法。
通过选择与目标蛋白质相互作用的噬菌体克隆，可以筛选出具有特定功能的蛋白质或肽段。
本文将介绍噬菌体展示技术的原理、应用和优点。
原理
噬菌体展示技术依赖于噬菌体基因组中的一个外源基因，该基因编码目标蛋白质或肽段。
这个外源基因通常被插入到噬菌体的毒力因子基因中，例如毒力因子III基因。
插入后，目标蛋白质或肽段会与细菌细胞的表面结合。
噬菌体携带的基因信息会导致细菌细胞表面展示目标蛋白质或肽段。
通过这种方式，科研人员可以通过筛选和选择的方法找到与目标蛋白质或肽段相互作用的噬菌体克隆。
应用
噬菌体展示技术在生物学研究和生物技术应用中有广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域：
抗体库筛选
噬菌体展示技术可用于抗体库筛选，以寻找与特定抗原相互作用的抗体。
通过将抗原展示在噬菌体表面，科研人员可以筛选出具有高亲和力和特异性的抗体，用于治疗和诊断应用。
肽库筛选
噬菌体展示技术也可用于肽库筛选，以寻找具有特定功能的肽段。
通过将肽段展示在噬菌体表面，科研人员可以筛选出与特定靶点相互作用的肽段，用于药物开发和治疗应用。
蛋白质互作网络研究
噬菌体展示技术可以用于研究蛋白质互作网络。
通过将一种蛋白质展示在噬菌体表面，并将其用作识别其他与其相互作用的蛋白质的。
噬菌体展示实验步骤及总结
噬菌体展示实验步骤及总结噬菌体展示技术（Phage Display）是一种利用噬菌体（phage）作为载体表达、展示外源蛋白质或肽段的技术。
该技术可以通过体外筛选方式寻找与特定生物分子相互作用的肽段或蛋白质，并在医学、农业、环境科学等多个领域应用广泛。
本文将介绍噬菌体展示实验的步骤及总结。
一、噬菌体展示实验步骤1.分离噬菌体基因组首先需要从所需噬菌体中提取其基因组DNA，进行适当的酶切、纯化、修饰和扩增等操作，以获得高质量的DNA样品。
2.插入外源DNA将需要展示的外源肽段或蛋白质基因克隆到噬菌体基因组中的特定区域（通常是其Capsid蛋白的的N末端），使其与噬菌体基因组融合。
插入操作可采用PCR扩增、克隆或基因合成等方法进行。
3.包装噬菌体将重组噬菌体基因组与一定的病毒包装反应液混合，经过一定的反应时间，使其封装成噬菌体颗粒。
包装操作可在细菌宿主中进行，也可采用体外装配法，将噬菌体基因组与其他组件（例如，在非细菌宿主中回收的Capsid蛋白）进行反应，实现噬菌体的包装。
4.筛选目标配体将噬菌体颗粒通过筛选池，如固体支持物、细胞表面或溶液相应用目标体分别进行生物学或化学实验等。
通过筛选，得到与目标体有特异性、较高亲合力的噬菌体颗粒。
随后将噬菌体提取、扩增等操作，得到一系列具体的孤儿噬菌体（orphan phage）或配体噬菌体。
5.注意事项在实验过程中需注意的一些问题：（1）噬菌体的主要结构是头部和尾部，根据实验需要可对其进行不同的修饰（例如添加标签、调整展示方向等），以增加其展示效率和特异性等。
（2）外源蛋白的表达量、保持稳定性通常受到噬菌体载体、连接方式、插入位置、转化水平等因素的影响，实验中需对其进行合理设计。
（3）噬菌体筛选应选择样品的适当浓度、筛选反应时间等，以保证准确、高效地获得目标配体。
二、噬菌体展示实验总结噬菌体展示技术是一种非常有前景的生物技术，逐渐成为体外筛选的重要手段之一。
噬菌体展示技术的概念
噬菌体（bacteriophage）是一种寄生于细菌的病毒，它可以感染并破坏细菌。
噬菌体展示技术是一种利用噬菌体来展示外源蛋白或肽的方法，使研究人员能够研究和利用噬菌体的寄生性质，以及利用其表面展示的能力。
噬菌体展示技术的概念包括以下几个方面：
1. 噬菌体结构：噬菌体的结构由头部、尾部和尾纤毛组成。
头部包含基因组，尾部用于附着并注入基因组到宿主细菌中。
噬菌体展示技术通过利用这些结构，使其能够在噬菌体表面展示外源蛋白或肽。
2. 插入式展示：这是一种常见的噬菌体展示技术，其中外源蛋白或肽的基因序列被插入到噬菌体的基因组中，通常是在噬菌体的尾部或头部。
这样，当噬菌体感染宿主细菌时，它会在其表面展示外源蛋白或肽。
3. 表面展示：通过噬菌体的表面展示外源蛋白或肽，研究人员可以利用这些病毒来模拟和研究宿主细菌的亲和性、结合性等特性。
这对于蛋白质工程、药物筛选、疫苗研发等方面具有潜在的应用。
4. 生物材料筛选：利用噬菌体展示技术，研究人员可以将噬菌体库用于生物材料的高通量筛选。
这可以加速对特定蛋白质、肽段或化合物的研究。
5. 疫苗研发：噬菌体展示技术还可应用于疫苗研发。
通过在噬菌体表面展示特定的抗原蛋白，可以激发免疫系统产生特异性抗体，从而产生免疫应答。
总的来说，噬菌体展示技术提供了一种独特的方法，可以利用噬菌体的自然寄生性质，将外源蛋白或肽有效地展示在噬菌体表面，从而用于各种生物学研究和应用领域。
噬菌体展示技术的原理及应用
噬菌体展示技术的原理及应用噬菌体展示技术是一种利用噬菌体作为载体来展示特定蛋白质的方法。
噬菌体是一种只依赖于宿主细胞进行复制的病毒，它具有高度的遗传稳定性和生物安全性，因此成为了生物学研究中常用的工具之一、噬菌体展示技术是通过基因工程手段将目标蛋白的编码序列与噬菌体的外壳蛋白基因连接，从而使得噬菌体表面展示目标蛋白，进而实现其在生物学研究和应用领域的应用。
噬菌体展示技术的原理主要包括四个步骤：构建融合基因、转化宿主细胞、筛选目标蛋白、验证和表征目标蛋白。
首先，需要将目标蛋白的编码序列与噬菌体的外壳蛋白基因连接，形成融合基因。
这一步可以通过PCR技术、DNA重组技术或化学合成等方法完成。
然后，将构建好的融合基因导入到宿主细胞中，使其表达出融合蛋白。
这一步通常通过将噬菌体感染宿主细胞实现。
接下来，通过适当的筛选方法，筛选出表达目标蛋白的噬菌体颗粒。
最后，对得到的目标蛋白进行验证和表征，确认其正确展示在噬菌体表面。
噬菌体展示技术具有广泛的应用。
首先，在蛋白质功能研究方面，噬菌体展示技术可以用来筛选和鉴定蛋白质的结合配体、寻找蛋白质的受体等。
其次，在疫苗研制和药物研发方面，噬菌体展示技术可用于筛选具有特定抗原性的肽段和蛋白质，寻找一些新的抗菌药物和肿瘤治疗靶点。
此外，噬菌体展示技术还能用于表位鉴定、抗体库构建、酶工程等领域。
噬菌体展示技术相对于其他展示技术具有许多优势。
首先，噬菌体是一种非常安全的病毒，不会感染人类和其他动物细胞，具有很高的生物安全性。
其次，噬菌体展示技术可以在宿主细胞内直接进行筛选，与体外筛选相比较省时间和成本，并且能够获得更多的样本选择，增加筛选成功率。
此外，噬菌体展示技术还具有高度的遗传稳定性，可以在不同的生理条件下保持构建好的目标蛋白的稳定表达。
总之，噬菌体展示技术是一种重要的蛋白质展示技术，通过利用噬菌体作为载体，可以实现目标蛋白在噬菌体表面的展示，并在生物学研究和药物研发领域中得到广泛应用。
噬菌体表面展示技术名词解释
噬菌体表面展示技术名词解释摘要：一、噬菌体表面展示技术简介二、噬菌体表面展示技术的应用三、噬菌体表面展示技术的优势四、噬菌体表面展示技术的操作步骤五、我国在噬菌体表面展示技术的研究进展六、未来发展展望正文：噬菌体表面展示技术是一种生物技术手段，通过将外源性蛋白质或其他生物大分子展示在噬菌体表面，实现对目标分子的筛选、检测和修饰等。
该技术在生物科学研究、药物开发和诊断领域具有广泛的应用价值。
一、噬菌体表面展示技术简介噬菌体表面展示技术利用噬菌体作为载体，将外源性蛋白质或其他生物大分子呈现在噬菌体表面。
这一过程通过基因重组技术实现，将外源基因插入噬菌体的基因组中，使噬菌体在感染宿主细胞时，表达并展示目标分子。
二、噬菌体表面展示技术的应用1.抗原表位筛选：噬菌体表面展示技术可用于筛选抗原表位，为疫苗研究和药物开发提供依据。
2.酶标仪检测：通过噬菌体表面展示技术，可将酶标记在噬菌体表面，实现对目标分子的酶标仪检测。
3.生物药物研发：利用噬菌体表面展示技术筛选具有特定功能的蛋白质，为生物药物的研发提供新靶点。
4.亲和层析：噬菌体表面展示技术可用于亲和层析，分离和纯化目标分子。
三、噬菌体表面展示技术的优势1.高效表达：噬菌体在感染宿主细胞时，可实现外源基因的高效表达。
2.易于筛选：噬菌体表面展示技术可通过菌落筛选、荧光检测等方法，快速筛选出具有特定功能的目标分子。
3.操作简便：实验过程相对简单，无需复杂的仪器设备。
四、噬菌体表面展示技术的操作步骤1.构建表达载体：将外源基因插入噬菌体的基因组中，实现目标分子在噬菌体表面的展示。
2.感染宿主细胞：将构建好的噬菌体感染宿主细胞，培养筛选出表达目标分子的细胞。
3.筛选和纯化：通过菌落筛选、荧光检测等方法，筛选出具有特定功能的目标分子，并对其进行纯化。
4.应用：将筛选出的目标分子应用于抗原表位筛选、生物药物研发等领域。
五、我国在噬菌体表面展示技术的研究进展我国在噬菌体表面展示技术领域取得了显著的研究成果，不仅在基础研究方面取得了突破，还为药物开发、疫苗研究等提供了有力支持。
《噬菌体展示技术》课件
噬菌体展示技术是一种利用噬菌体作为载体，展示蛋白质和肽段的技术。本 课件将介绍噬菌体展示技术的基本原理和应用领域。
简介
什么是噬菌体展示技术
噬菌体展示技术是一项利用噬菌体将蛋白质或肽段展示在其表面的技术。
为什么要用噬菌体展示技术
噬菌体展示技术可以很好地展示和筛选特定的蛋白质或肽段，具有高效和可控性。
噬菌体展示技术的应用领域
噬菌体展示技术在抗体选择、疫苗研发和肿瘤治疗等领域具有广泛应用。
基本原理
1
噬菌体结构简介
噬菌体是一种寄生于细菌的病毒，具有
基因工程技术
2
包裹着基因组的蛋白质壳和尾部结构。
通过基因工程技术将目标蛋白质或肽段
的编码序列与噬菌体基因组融合。
3
噬菌体展示技术基本流程
包括载体构建、噬菌体感染宿主细菌、 蛋白质或肽段展示、筛选和验证等步骤。
噬菌体展示技术的未来发展前景
随着技术的不断进步，噬菌体展示技术在生物医药领域有望取得更大的突破。
未来，噬菌体展示技术有望在药物研发、生物制药和生物能源等领域发挥更重要的作用。
2 噬菌体展示技术的研究热点
当前的研究热点包括展示技术的改进、筛选方法的优化和多肽库的构建。
总结
噬菌体展示技术的优点
具有高效、可控、快速筛选和改造特定蛋白质或肽段的优点。
噬菌体展示技术的局限性
依赖于噬菌体感染宿主细体选择技术
噬菌体展示技术可用于快速筛选和改造具有高亲和力的抗体，用于治疗各种疾病。
疫苗研发技术
利用噬菌体展示技术可以快速筛选出具有高效免疫特性的抗原，用于疫苗的设计和开发。
肿瘤治疗技术
噬菌体展示技术可以实现肿瘤靶向治疗，将药物或治疗性蛋白质展示在噬菌体表面，以增强 治疗效果。
简述噬菌体展示的基本原理和方法
噬菌体展示技术原理
噬菌体展示技术（phage display）是将外源编码多肽或蛋白质的基因通过基因工程技术插入到噬菌体外壳蛋白结构基因的适当位置，在阅读框能正确表达，使外源多肽或蛋白在噬菌体的衣壳蛋白上形成融合蛋白，随子代噬菌体的重新组装呈现在噬菌体表面，可以保持相对的空间结构和生物活性。
然后利用靶分子，采用合适的淘洗方法，洗去未特异性结合的噬菌体。
再用酸碱或者竞争的分子洗脱下结合的噬菌体，中和后的噬菌体感染大肠杆菌扩增，经过3-5轮的富集，逐步提高可以特异性识别靶分子的噬菌体比例，最终获得识别靶分子的多肽或者蛋白。
下图展示了噬菌体抗体库制备的简单过程：
噬菌体展示肽库的构建的方法：
目前主要有两种：一是有机合成法，二是基因合成法。
前者是直接用固相肽合成技术，合成含有各种可能序列的短肽。
基因工程方法是将编码
各种序列特定长度短肽7的目的基因克隆进表达载体，与噬菌体的外壳蛋白基因融合表达，使得一个噬菌体上含有一种序列的肽。
噬菌体展示技术
噬菌体展示技术噬菌体展示技术是一种用来展示噬菌体和揭示其结构与功能的方法。
它可以帮助科学家们更好地了解噬菌体的特性，并为相关研究提供技术支持。
本文将详细介绍噬菌体展示技术的原理、应用以及未来的发展趋势。
噬菌体是一种寄生于细菌的病毒，具有特异性感染宿主细菌的能力。
噬菌体展示技术利用噬菌体的这一特性，将外源蛋白质或多肽片段连接到其表面结构上，从而使噬菌体表面显示出被展示物。
这样，科研人员可以通过研究噬菌体表面展示的蛋白质或多肽片段的结构与功能，来了解其它生物分子如何与宿主细菌进行相互作用。
噬菌体展示技术的原理主要包括三个步骤：插入、表达和展示。
首先，需要将目标蛋白质或多肽片段的编码序列导入噬菌体基因组中，形成噬菌体展示质粒。
接下来，通过转染等方式将该质粒导入宿主细菌中，并在合适的培养条件下进行表达。
最后，噬菌体表面展示质粒编码的蛋白质或多肽片段，并形成可供研究的噬菌体展示复合体。
噬菌体展示技术具有广泛的应用领域。
一方面，它可以用于抗原表位鉴定，帮助寻找新的病原体相关抗原。
另一方面，噬菌体展示技术可用于蛋白质工程和抗体库筛选等研究中。
此外，噬菌体展示技术还可以用于药物开发，如靶向肿瘤治疗等方面。
它能够为科学家们提供有力的工具和方法，从而更好地进行相关研究。
尽管噬菌体展示技术在许多领域都表现出巨大的应用潜力，但它仍然面临一些挑战和限制。
首先，噬菌体展示的蛋白质或多肽片段需要能够与宿主细菌成功表达并显示在噬菌体表面，这对于一些大型复杂蛋白质来说可能存在困难。
其次，噬菌体展示的蛋白质或多肽片段需要具有良好的稳定性和可溶性，以保证其展示效果和研究可行性。
此外，噬菌体展示技术在开发过程中需要耗费大量的时间和资源，对于科研人员来说也是一项具有挑战性的工作。
未来，随着科学技术的不断发展和进步，噬菌体展示技术有望得到进一步改进和优化。
研究人员可以利用基因编辑技术、合成生物学和高通量筛选等方法，提高噬菌体展示的效率和可行性。
噬菌体展示技术和其通用实验技术简介精编版
相比噬菌体载体噬菌粒具有以下优点：
1.双链DNA既稳定又高产，具有常规质粒的特征； 2.免除了将外缘DNA片段从质粒亚克隆于噬菌体载体这一
繁琐又费时的步骤； 3.由于载体足够小，故可得到长达10kb的外源DNA区段的
单链。
pCANTAB5e噬菌体质粒图谱
1.1噬菌体展示技术的发展
Smith 在 1985 年首次证实外源 DNA 可以插入 丝状噬 菌体基因 III 中，并与 pIII 蛋白融合展示。
Smith GP. Science 1985; 228:1315-7
1985 第一次发表噬菌体展示技术；展示多肽 Smith GP. Science.1985; 228:1315-7 1988 噬菌质粒系统 1990 e two-hybrid’技术 1996 首次体内in vivo 淘选试验 1998 噬菌体展示载体作为基因导入载体 1999 Combination of phage display with high-density arrays 2001 Automated phage display selection
报告人：王东方
噬菌体展示 Phage display
1.什么是噬菌体展示 2.噬菌体展示技术的原理 3. 常用的噬菌体展示系统 4.单链丝状噬体展示在重组抗体制备中的应用 5.菌噬体菌展体示展技示术技在术其应它用与展望
1.什么是噬菌体展示技术？
噬菌体展示技术(Phage Display Techniques ,PDT) 是一项筛选技术，将外源多肽或蛋白与噬菌体的衣壳 蛋白融合表 达，融合蛋白展示在病毒颗粒的表面，而 编码该融合子的 DNA则位于病毒粒子内。使大量多肽 与其DNA编码序列之间、表型与基因型之间建立了直接 联系，使各种靶分子（抗体、酶、细胞表面受体等） 的多肽配体通过淘选得以快速鉴定。
噬菌体展示技术的原理及其应用
噬菌体展示技术的原理及其应用噬菌体展示技术（phage display technology）是一种重要的蛋白质工程技术，通过利用噬菌体颗粒表面显示多肽、蛋白质域或蛋白质片段，实现了蛋白质和肽段的大规模筛选与优化。
该技术以其广泛的应用领域和高效的功能改造成为生命科学研究的重要手段之一噬菌体是一种病毒，可以感染大肠杆菌等细菌。
噬菌体分为体外和体内表面展示两种形式。
体外展示通过将目标序列与噬菌体表面的一些外膜蛋白基因融合，使其在噬菌体的外膜上显示；体内展示则在噬菌体内部将目标序列与噬菌体结构蛋白基因融合，使其随着噬菌体结构蛋白的表达而自然显示在噬菌体表面。
噬菌体展示技术的原理是基于噬菌体的基因工程技术。
一般来说，噬菌体展示系统由基因插入、包装和扩增等部分构成。
在基因插入部分，需要构建融合蛋白质或多肽序列与噬菌体的表面或结构蛋白融合。
然后，该融合基因由质粒转化到细菌中，在细菌体内表达形成融合蛋白质或多肽与噬菌体结构蛋白的复合物。
该複合物装配成完整的噬菌体骨架，并在细菌体内繁殖增殖。
使用适当的分离方法，如蓝白斑筛选、免疫选择等，可获取目标蛋白质或多肽。
1.抗体工程：通过噬菌体展示技术，可以筛选出具有高亲和力和特异性的抗体。
通过适当的选择、改造和优化，可以用于疾病的诊断和治疗，以及靶向药物的研发。
2.药物筛选：噬菌体展示技术可以快速筛选出与特定靶标相互作用的多肽、蛋白质，用于药物筛选和发现。
通过融合目标肽段或蛋白质，可以在噬菌体库中筛选出具有特定活性的融合蛋白质，用于筛选新药物或开发新的药物靶标。
3.蛋白质结构与功能研究：噬菌体展示技术可以用于鉴定蛋白质的功能区域、反应底物和相互作用结构。
通过在噬菌体表面显示目标蛋白的不同片段或结构域，可以研究其功能和结构，并探究蛋白质间相互作用及其调控机制。
4.疫苗和诊断试剂开发：噬菌体展示技术可用于筛选出具有免疫原性的多肽、蛋白质，用于疫苗开发和诊断试剂的研制。
通过融合目标蛋白序列，可以获得具有特异性与免疫原性的融合蛋白质，从而用于预防一些疾病。
噬菌体展示技术
第二步：磁珠生物素化抗原复合物与抗体库结合
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第三步：洗涤—洗去非特异和弱结合旳噬菌体
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第四步：洗脱—将特异性结合旳噬菌体洗脱下来
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第五步：扩增—将洗脱旳噬菌体扩增 扩增产物进行下一轮筛选
背面旳筛选逐渐加大筛选压力
多克隆和单克隆噬菌体ELISA
ELISA阳性克隆测序，最终得 到特异性结合旳克隆序列
噬菌体展示系统 Phage on display 1
噬菌体展示系统 Phage on display
•噬菌体展示原理 –噬菌体展示定义、分类
–简介噬菌体及淘选过程
•噬菌体展示应用 •淘选过程中常见问题及处理方案
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什么是噬菌体表面展示技术
Smith在1985年首次证明外源DNA能够插入丝状噬菌体基 因III中，并与pIII蛋白融合展示。
• 有供筛选旳抗生素标识基因。
• Helper phage：提供噬菌体质粒复制、合成ssDNA和 病毒包装所需要旳全部蛋白和酶。
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筛选旳措施－亲和淘选
直接包被淘选法： 直接将靶分子包被在固相表面 优点：简朴直接。 缺陷：偶尔会造成配体结合位点难以进入 可能是因为分子旳立体封阻 或者是靶分子表面旳部分变性而引起 液相淘选法： 将靶蛋白与噬菌体抗体库先结合，之后再亲和捕获靶分子-噬菌体 复合物。 优点：克服直接包被旳出现旳问题 缺陷：轻易筛到与亲和素（或者链酶亲和素）结合旳克隆。
23
谢谢
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6. 感染后1小时内平均每个细胞 分泌1000个噬菌体
6
次要外壳蛋白 pIII
1. 406 aa 构成，5个拷贝，位于噬菌 体旳尾部。
2. 由三个功能区构成： • N1 穿膜区：作用于E.coli细胞膜上
简述噬菌体展示的基本原理和方法
简述噬菌体展示的基本原理和方法噬菌体展示是一种将噬菌体用于展示病毒信息和研究的新方法。
噬菌体是一种微生物,能够感染并杀死其他微生物,但同时也能够识别和攻击特定的细胞或细胞器,并在其中复制自身。
噬菌体展示是一种将这些信息展示给人类的方法,可以帮助科学家们更好地了解噬菌体的行为和生物学机制。
噬菌体展示的基本原理是通过将噬菌体嵌入到特殊的载体中,然后将该载体展示到适当的表面上。
在展示过程中,载体会被感染并复制自身,从而将噬菌体的信息传递到目标细胞或细胞器中。
噬菌体展示的方法主要有以下几种:1. 病毒纳米颗粒展示:这种方法将噬菌体转化为病毒纳米颗粒,然后在特定的表面上展示。
病毒纳米颗粒可以通过添加特定的蛋白质和核酸来增强其稳定性和感染能力。
2. 生物打印展示:这种方法使用生物打印技术,将噬菌体打印成特定的形状和尺寸,并在特定的表面上展示。
生物打印技术可以用于生产各种形状的噬菌体,从而扩大了噬菌体展示的应用范围。
3. 荧光展示:这种方法使用荧光染料来标记噬菌体,使其能够在特定的表面上发光。
荧光展示可以用于展示噬菌体的基因组信息、蛋白质结构等信息。
4. 核酸纳米管展示:这种方法将噬菌体转化为核酸纳米管,然后在特定的表面上展示。
核酸纳米管可以通过添加特定的蛋白质和核酸来增强其稳定性和感染能力。
除了以上方法外,还有其他噬菌体展示的方法,例如噬菌体转化、噬菌体融合等。
这些方法的优点是可以在不同的环境中展示噬菌体,并且可以用于多种类型的研究。
噬菌体展示是一个重要的研究领域,可以帮助科学家们更好地了解噬菌体的行为和生物学机制。
随着技术的不断进步,噬菌体展示将在未来发挥越来越重要的作用。
生物制药技术中的噬菌体展示技术介绍
生物制药技术中的噬菌体展示技术介绍噬菌体展示技术是一种利用噬菌体（phage）作为载体展示融合蛋白的技术。
噬菌体是一种只能感染细菌的病毒，它可以通过感染细菌并复制自身来完成生命周期。
利用噬菌体展示技术，可以将外源蛋白基因插入噬菌体基因组中，使噬菌体表面显示出这种融合蛋白。
这种技术广泛应用于生物制药领域，用于抗体工程、新药发现和治疗等方面。
噬菌体展示技术有两种常用的展示系统：噬菌体颗粒展示系统和噬菌体整合展示系统。
在噬菌体颗粒展示系统中，外源蛋白被融合到表面结构蛋白的N端或C 端，通过改变表面结构蛋白的选择性、亲和力和可变区域来展示所需的融合蛋白。
而在噬菌体整合展示系统中，外源蛋白被噬菌体感染细菌后融合到噬菌体颗粒的外被，使其显示在噬菌体表面。
噬菌体展示技术具有许多优势。
首先，噬菌体具有高复制率和高效感染细菌的特性，因此可以快速、高效地展示融合蛋白。
其次，噬菌体展示的融合蛋白可以直接进行高通量、高亲和力的筛选，从而提高筛选效率。
此外，噬菌体展示技术具有灵活性，可以在不同的宿主细菌中进行展示，并可以通过染色和序列分析等方法进行定量和质量控制。
在生物制药领域，噬菌体展示技术被广泛应用于抗体工程。
通过将单链抗体基因插入噬菌体基因组中，并展示在噬菌体表面，可以利用噬菌体展示技术进行大规模抗原筛选。
此外，噬菌体展示技术还可以用于发现新的药物靶点和新药开发。
通过在噬菌体上展示小分子化合物库或肽库，可以进行高通量筛选，识别具有抗血清素、抗炎症、抗肿瘤等生物活性的分子。
噬菌体展示技术还可以用于癌症治疗，通过将抗肿瘤抗原在噬菌体上展示，可以诱导免疫细胞的抗肿瘤免疫应答。
尽管噬菌体展示技术在生物制药领域有许多应用，但也存在一些挑战和限制。
首先，噬菌体展示技术对于融合蛋白的约束性较强，对于大分子蛋白的展示效果不如其他技术。
其次，噬菌体展示技术在体内生物稳定性和免疫原性方面面临一些风险。
此外，噬菌体展示技术的高通量筛选过程中存在一定的误差和假阳性问题，需要进一步优化和改进。
噬菌体展示技术的原理及应用
二、噬菌体展示技术旳应用现状
抗体： 抗狂犬病毒旳单链抗体， 抗HIV-1囊膜糖蛋白旳单链抗体，此抗体可专一性杀死被HIV-1感染并体现有gp120旳淋巴细胞, 中和响尾蛇毒素旳单链抗， 等等。
疫苗： 展示在噬菌体表面旳HIV-1 旳gp120-V3 环 可象天然抗原一样引起明显旳免疫应答, 等等。
噬菌体抗体库旳构建
Antibody IgG structure
Antibody IgG structure
C
L
V
L
V
H
C
H
1
V
L
C
L
V
H
C
H
1
C
H
2
C
H
2
C
H
3
C
H
3
Antibody IgG structure
Hinge
(Fab’)2
Fab
Fc
MembraneExtension
Antibody IgG structure
选择措施： 淘选（Panning)而不是 筛选（Screening)
非展示系统 展示系统
Solid phase selection with immunotubes
B
B
B
B
B
B
Immunotubecoated withantigen
诊疗 被动免疫 抗体 蛋白质构造分析 药物导航 蛋白质纯化
Wash to remove unbound phage particles.
Elute bound phage
Amplify eluted phageRepeat selectionAnalyze a) ELISA b) Specificity c) Sequencing d) Affinity e) Activity
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测定噬菌体滴度只有当噬菌体的感染复度MOI (噬菌体数/细菌数)值远低于1时（即细菌过量时），噬菌斑的数量才会随着加入噬菌体的量而呈线性增加。
正因如此，建议检测噬菌体贮液的滴度时，在感染前进行稀释，而不是在高MOI值的情况下稀释被感染的细胞。
低MOI值有助于确保每个噬菌斑仅含一个DNA序列。
1. 接种ER2738单菌落于5-10 ml LB培养基中，摇床培养至对数中期（OD600 ~0.5）。
2. 细胞生长时，微波炉融化上层琼脂，分成3 ml等份于灭菌试管中，每个噬菌体稀释度一管。
保存于45℃备用。
3. 37℃预温LB/IPTG/Xgal平板，每个噬菌体稀释度取一个平板备用。
4. 在LB中准备10倍系列稀释的噬菌体。
建议稀释范围：扩增的噬菌体培养物上清：108-1011；未扩增的淘选洗脱物：101-104。
每个稀释度换一新鲜吸头，建议使用带滤芯吸头以避免交叉污染。
5. 当菌体培养物达对数中期，分成200 μl等份于微量离心管中，每个噬菌体稀释度一管。
6. 每管加入10 μl不同稀释度的噬菌体，快速震荡混匀，室温温育1-5 min。
7. 将感染细胞加入45℃预温的上层琼脂培养管中，每次一管，快速混匀，立即倾注于37℃预温的LB/IPTG/Xgal平板上。
适当倾斜平板将上层琼脂均匀铺开。
8. 待平板冷却5 min后，倒置于37℃培养过夜。
9. 检查平板，计数有~102个噬菌斑的平板上的斑数。
然后用此数目乘以稀释因子即得到每10 μl噬菌体的空斑形成单位（pfu）滴度。
淘选程序最简单直接的淘选方法有：直接将靶分子包被于塑材表面（通过非特异的疏水作用或静电相互作用），洗去过量的未吸附分子，然后将噬菌体库覆盖在已包被的靶分子的表面。
根据靶分子的不同，直接包被法偶尔会导致配体结合位点难以进入，这或许是由于分子的立体封阻或许是由于靶分子表面的部分变性而引起。
在这些情况下，可先将噬菌体库在液相中与靶分子进行预结合，然后将噬菌体-靶分子复合物亲和捕获于链霉亲和素包被的表面（见15页）或其他亲和介质上（见16页）。
由于直接包被法相对简单，建议先按以下步骤试用此方法。
如果没有淘选到明显的共有结合序列，再进行上述液相结合试验中的一种。
第一天根据需同时在其上进行文库淘选的靶分子的数量和种类不同，淘选试验可以在单个灭菌聚苯乙烯培养皿、12-或24-孔板、96孔微量板中进行。
每种靶分子至少包被一个板（或一个孔）。
下述方法中给出的量是60×15 mm培养皿的用量，括号中为微孔板的用量，其他中等尺寸的孔相应地调整此用量。
但每种情况下，加入的噬菌体数量都是相同的：2×1011个病毒子。
1. 准备100 μg/ml的靶分子溶液（溶于0.1 M pH 8.6的NaHCO3）。
如果需要稳定靶分子，也可使用其他相似离子强度的缓冲液（含金属离子等）。
2. 每板（孔）加入1.5 ml（微孔板每孔150 μl）上述溶液，反复旋转直到表面完全湿润（小心不要使溶液溅出）。
3. 在增湿容器（如：排列有湿纸巾的可封口塑料盒）中4℃轻微震荡，孵育过夜。
平板可在此容器中4℃贮存备用。
第二天4. 挑ER2738单克隆（噬菌体滴度测定时铺的板）于10 ml LB液体培养基中。
如果同一天扩增洗脱的噬菌体，也可将ER2738接种于20 ml LB液体培养基，这时请用250 ml三角瓶（不要用50 ml锥形管）。
37℃剧烈震荡培养。
5. 倒掉每板中的包被液，板倒置在干净的纸巾上用力拍甩以除去残余溶液。
每板（或孔）加满封阻液，4℃作用至少1 hr。
6. 按5中所述方法除去封阻液。
再用TBST (TBS+0.1% [v/v] Tween-20)缓冲液快速洗板6次。
每次均旋转以使板或孔的底部及边缘均被洗到，倾去缓冲液，倒置在干净纸巾上拍甩以除去残余溶液（或使用自动洗板机）。
此操作要快以避免板干燥。
7. 用1 ml（微孔板则用100 μl）的TBST缓冲液稀释2×1011的噬菌体（即10 μl的原始文库），然后加到已包被好的板上，室温温和摇动10-60 min。
8. 倾倒除去未结合噬菌体，倒置板在干净的纸巾上拍甩除去残余溶液。
9. 按6中所述方法用TBST缓冲液洗板10次，每次换一干净纸巾以避免交叉污染。
10. 根据所研究的分子间相互作用，用1 ml（微孔板则用100 μl）适当的洗脱缓冲液洗脱结合的噬菌体。
一般情况下，是将靶分子的已知配体以0.1-1 mM的浓度溶于TBS溶液中或者用游离靶分子溶液（~100 μg/ml溶于TBS中）从固定靶分子上将结合的噬菌体竞争性洗脱下来。
室温温和摇动10-60 min，将洗脱液吸入另一干净微量离心管中。
10a.另外，也可用非特异性缓冲液如0.2 M Glycine-HCl (pH 2.2), 1 mg/ml BSA来分离已结合的分子：温和摇动>10 min，洗脱液吸入另一干净微量离心管中。
然后再用150 μl（微量孔则用15 μl）1M Tris-HCl（pH 9.1）中和上述洗脱液。
11. 按上述常规M13方法中的程序测定少量（~1 μl）洗脱物的滴度。
如需要，可对第一或第二轮洗脱物滴度测定所得的噬菌斑进行测序，方法见下述。
（必要时可将剩余洗脱物4℃贮存过夜，第二天扩增。
这时，可将ER2738在LB-Tet培养基中过夜培养，第二天将培养物1:100稀释于20 ml LB中（用250 ml三角瓶盛装），加入未扩增洗脱物。
37℃剧烈摇动培养4.5 hr，继续第13步）。
12. 剩余洗脱物应当被扩增：将洗脱物加入到20 ml ER2738培养物中（菌体应当处于对数前期），37℃剧烈摇动培养4.5 hr。
13. 将培养物转入一离心管中，然后，4℃10,000 rpm离心10 min。
上清液转入另一离心管中，再离心。
14. 将上清的上部80%转入一新鲜管中，加入1/6体积的PEG/NaCl。
让噬菌体4℃沉淀至少60 min，最好过夜。
第三天15. 4℃10,000 rpm离心PEG沉淀15 min。
倒掉上清液，再短暂离心，吸去残留上清液。
16. 沉淀物重悬于1 ml TBS中，悬液转入微量离心管中，4℃离心5 min使残余细胞沉淀。
17. 上清转入另一新鲜微量离心管，用1/6体积的PEG/NaCl再沉淀。
冰上孵育15-60 min。
4℃离心10 min，弃上清，再短暂离心，用微量移液器吸去残余上清。
18. 沉淀物重悬于200 μl TBS, 0.02% NaN3中。
离心1 min，沉淀任何残余的不溶物。
上清转入新鲜管中。
此即为扩增后的洗脱物。
19. 根据上述常规M13方法用LB/IPTG/Xgal平板滴定扩增后的洗脱物。
4℃贮存。
20. 再包被一个板或孔准备第二轮淘选时用，见第8页步骤1-3。
第四和第五天21. 计数板上蓝斑数确定滴度。
用这个值来计算相应于2×1011 pfu的加入量。
如果滴度太低，接下来的几轮淘选可用低至109 pfu的噬菌体加入量进行试验。
22. 进行第二轮淘选：用第一轮淘选扩增的洗脱物中2×1011 pfu的噬菌体量重复步骤4-18，在清洗步骤中将Tween的浓度增至0.5% (v/v)。
23. 在LB/IPTG/Xgal平板上测定第二轮淘选所得洗脱物扩增后的滴度。
24. 再包被一个板或孔准备第三轮淘选时用，见第8页步骤1-3。
第六天25. 进行第三轮淘选：用第二轮淘选扩增的洗脱物中2×1011 pfu的噬菌体量重复步骤4-11，清洗步骤中同样用0.5% (v/v)的Tween。
26. 在LB/IPTG/Xgal平板上测定第三轮淘选所得洗脱物未扩增时的滴度。
第三轮洗脱物不必再扩增，滴度测定时得到的噬菌斑可做测序用：只要注意平板培养时间不要超过18小时，培养时间过长容易出现缺失。
其余洗脱物4℃贮存。
27. 挑一ER2738单克隆于LB-Tet培养基中培养过夜（不要接种稀释后的铺板培养物）。
噬菌斑的扩增1. 将ER2738过夜培养物按1:100稀释接种于LB培养基，分1 ml到培养管中。
每个要鉴定的克隆一管。
一般情况下，由第三轮淘选物中取10个克隆便足以检测结合肽中的共有序列。
2. 用灭菌牙签或吸头，挑一蓝色噬菌斑到上述1 ml培养管中。
注意：要从总量不到100个噬菌斑的平板上挑选，以便保证每个被挑的噬菌斑仅含一个DNA序列。
3. 37℃摇床培养4.5-5 hrs（不要过长）。
4. 培养物转入微量离心管中，离心30 sec。
上清转入以新鲜管中，再离心。
用移液器将80%的上清转入新鲜离心管，此即为扩增噬菌体贮液，可以4℃贮存几个星期而对滴度影响不大。
长期贮存应用灭菌甘油1:1稀释后，-20℃贮存。
测序模板的快速纯化(22)1. 按上述方法进行噬菌斑扩增，在第一步离心后，将500 μl含噬菌体上清转入一新鲜离心管。
2. 加200 μl PEG/NaCl，颠倒混匀，室温放置10 min。
3. 离心10 min，弃上清液。
4. 短暂离心，小心吸去残余上清。
5. 沉淀物彻底重悬于100 μl碘化物缓冲液中，加入250 μl乙醇。
室温温育10 min。
短时间的室温温育使单链噬菌体DNA沉淀而大多数噬菌体蛋白保持在溶液中。
6. 离心10 min，弃上清。
用70%的乙醇洗沉淀，短暂真空干燥。
7. 沉淀重悬于30 μl TE [10 mM Tris-HCl (pH 8.0), 1 mM EDTA]中。
8. 5 μl的上述模板溶液足够送测序。
用-96 gIII测序引物。