蛋白免疫印跡雜交(Western Blot WB)是將蛋白樣本通過(guò)聚丙烯酰胺電泳按分子量大小分離,再轉移到雜交膜(blot)上,然后通過(guò)一抗/二抗復合物對靶蛋白進(jìn)行特異性檢測的方法。WB是進(jìn)行蛋白質(zhì)分析最流行和成熟的技術(shù)之一。本指南討論Western Blot操作方法及常見(jiàn)問(wèn)題分析,有助于成功完成WB。
A 蛋白樣本提取制備
1 細胞或組織裂解
2 蛋白酶和磷酸酶抑制劑
3 蛋白定量
4 電泳上樣樣品的準備
B 電泳
1 PAGE膠的制備
2 蛋白分子量Marker
3 陽(yáng)性對照
4 內參對照
5 上樣與電泳
C 轉膜與顯色(Western Blot)
1 膠中蛋白的檢測
2 蛋白轉膜
3 膜上蛋白的檢測:麗春紅
4 膜的封閉
5 一抗的孵育
6 二抗的孵育
7 顯色
D 常見(jiàn)問(wèn)題分析與解決方案
附錄1 WB實(shí)驗試劑配制方法
附錄2 SDS-PAGE膠的配制
WB概述: 檢測原理:
A 蛋白樣本提取制備
蛋白樣品制備是Western Blotting的第一步,更是決定WB成敗的關(guān)鍵步驟,
總體原則和注意事項:
1:盡可能提取完全或降低樣本復雜度只集中于提取目的蛋白
(通過(guò)采用不同提取方法或選擇不同的試劑盒產(chǎn)品)
2:保持蛋白的處于溶解狀態(tài)(通過(guò)裂解液的PH 鹽濃度 表面活性劑、還原劑等的選擇)
3:提取過(guò)程防止蛋白降解、聚集、沉淀、修飾等,(低溫操作,加入合適的蛋白酶和磷酸酶抑制劑)
4:盡量去除核酸,多糖,脂類(lèi)等干擾分子(通過(guò)加入核酸酶或采取不同提取策略)
5:樣品分裝,長(cháng)期于-80℃中保存,避免反復凍融。
A-1 細胞或組織裂解
A-1-1 細胞裂解
裂解液Lysis buffer或商品化蛋白抽提試劑盒的選擇*
目的蛋白分布定位
推薦裂解液Lysis buffe
推薦試劑盒
全細胞
NP-40 or RIPA(附錄1)
全蛋白抽提試劑盒
細胞質(zhì)(可溶蛋白)
Tris-HCl(附錄1)
胞漿蛋白和核蛋白抽提試劑盒
線(xiàn)粒體蛋白提取試劑盒
細胞質(zhì)(細胞骨架等不溶蛋白)
Tris-Triton(附錄1)
蛋白分級抽提試劑盒
細胞質(zhì)(磷酸化蛋白)
磷酸化蛋白抽提試劑盒
細胞膜
NP-40 or RIPA(附錄1)
膜蛋白抽提試劑盒
蛋白分級抽提試劑盒
細胞核
RIPA(附錄1)
核蛋白抽提試劑盒
線(xiàn)粒體
RIPA(附錄1)
線(xiàn)粒體蛋白抽提試劑盒
亞細胞定位蛋白抽提試劑盒
細胞裂解操作方法:
1 培養的細胞經(jīng)預冷的PBS漂洗2次,裂解液中加入蛋白酶和磷酸酶抑制劑(種類(lèi)與量見(jiàn)本節2)
2 吸凈PBS,加入預冷的裂解液,((1 ml per 107 cells/100mm dish/150cm2 flask; 0.5ml per 5x106
cells/60mm dish/75cm2 flask).
3 用細胞刮子刮取貼壁細胞,將細胞及裂解液溫和地轉移至預冷的微量離心管中,
4 4℃搖動(dòng)30 min
5 4℃離心12,000 rpm,20 min(根椐細胞種類(lèi)不同調整離心力)
6 輕輕吸取上清,轉移至新預冷的微量離心管中置于冰上,即為蛋白樣本,棄沉淀.
A-1-2 組織裂解
1 用滅菌的預冷的工具分離目的組織,盡量置于冰上以防蛋白酶水解,
2 將組織塊放在圓底的微量離心管或Eppendorf管中,加入液氮凍結組織于冰上均質(zhì)研磨,長(cháng)期可保存于-80°C,
3 每約5 mg加入約300 μl 預冷的裂解液lysis buffer,冰浴勻漿后置于4℃搖動(dòng)2小時(shí),裂解液體積與組織樣本量有適當比例,(最終的蛋白濃度至少達到0.1 mg/ml, 理想的蛋白濃度應為1-5 mg/ml).
4 4℃離心12,000 rpm,20 min,輕輕吸取上清,轉移至新預冷的微量離心管中置于冰上,即為蛋白樣本,棄沉淀,
A-2 蛋白酶和磷酸酶抑制劑
推薦購商品化蛋白酶和磷酸酶抑制劑復合試劑盒或COOKTAIL,或按下表配制:
備注:其中Sodium orthovanadate 配制活化方法如下:
所有步聚均需在通風(fēng)櫥中進(jìn)行:
1. 用雙蒸水配制100 mM 正礬酸鈉溶液.
2. 用鹽酸HCl 調至pH 9.0
3. 煮沸至溶液無(wú)色,盡量減少水分揮發(fā).
4. 冷卻至室溫
5. 再調pH 至 9.0
6. 再煮沸至無(wú)色
7. 重復上述過(guò)程,直至溶液煮沸冷卻后達pH 9.0
8. 用水定容至原體積
9. 分裝保存于- 20°C. 溶液變黃則棄之不用.
A-3 蛋白定量
Bradford 法 Lowry 法或BCA 法 (均有商品化試劑盒可選擇,操作簡(jiǎn)單、需分光光度計或酶標儀),小牛血清白蛋白 (BSA) 作為標準曲線(xiàn)。如果裂解液中有NP40或其它表面活性劑,則推薦使用BCA 法。三種方法或產(chǎn)品比較列表如下:
方法
原理
靈敏性
干擾因素
應用
Lowry法
Folin-酚試劑法
蛋白質(zhì)在堿性溶液中肽鍵與Cu2+螯合,形成蛋白質(zhì)一銅復合物,還原酚磷鉬酸產(chǎn)生藍色化合物,藍色深淺與蛋白質(zhì)濃度呈線(xiàn)性關(guān)系
較高約5μg/ml
對可達1-1500μg/ml
適用于脂類(lèi)含量較高的樣品測定,也能耐受相當濃度的去垢劑如SDS。
受硫酸銨;Tris緩沖液;甘氨酸;各種硫醇干擾
耗費時(shí)間長(cháng)40~60分鐘;操作要嚴格計時(shí);顏色深淺隨不同蛋白質(zhì)變化; 標準曲線(xiàn)不是嚴格的直線(xiàn)形式,且專(zhuān)一性差
Bradford法
考馬斯亮藍G-250與蛋白質(zhì)結合呈藍色,在波長(cháng)595nm吸收峰,在一定的范圍內與蛋白質(zhì)的含量呈線(xiàn)性關(guān)系
高約1~5μg/ml,
微孔法測定范圍為1-25μg/ml
試管法測定范圍為100-1500μg/ml
易受強堿性緩沖液,TritonX-100,SDS等去污劑的影響
快速5~15分鐘,顏色穩定;深淺隨不同蛋白質(zhì)變化; 標準曲線(xiàn)有輕微的非線(xiàn)性
BCA法
BCA法基于雙縮脲原理,堿性條件下蛋白質(zhì)將Cu2+還原 成 Cu1+ ,BCA(Bicinchoninic 酸)螯合Cu1+ 作為顯色劑,產(chǎn)生蘭紫色并在562 nm有吸收峰單價(jià)Cu1+與蛋白呈劑量相關(guān)性,
很高0.5-20μg/ml
試管法可測范圍 20–2,000 μg/ml
微孔法為 0.5~10μg/ml
不易受一般濃度去污劑的干擾
可受螯合劑;略高濃度的還原劑的影響
較快40分鐘內,較好的方法;抗干擾能力強
BCA測定方法如下:
A. 酶標板操作
1. 標準曲線(xiàn)的繪制:取一塊酶標板,按照下表加入試劑
孔號
0
1
2
3
4
5
6
7
蛋白標準溶液(μL)
0
1
2
4
8
12
16
20
去離子水(μL)
20
19
18
16
12
8
4
0
對應蛋白含量(μg)
0
0.5
1.0
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
2. 根據樣品數量,按50體積BCA試劑A加1體積BCA試劑B(50:1)配制適量BCA工作液,充分混勻;
3. 各孔加入200μL BCA工作液;
4. 把酶標板放在振蕩器上振蕩30sec,37℃放置30分鐘,然后在562nm下比色測定。以蛋白含量(μg)為橫坐標,吸光值為縱坐標,繪出標準曲線(xiàn);
5. 稀釋待測樣品至合適濃度,使樣品稀釋液總體積為20μL,加入BCA工作液200μL,充分混勻,37℃放置30分鐘后,以標準曲線(xiàn)0號管做參比,在562nm波長(cháng)下比色,記錄吸光值;
6. 根據所測樣品的吸光值,在標準曲線(xiàn)上即可查得相應的蛋白含量(μg),除以樣品稀釋液總體積(20μL),乘以樣品稀釋倍數即為樣品實(shí)際濃度(單位:μg/μL)。
B. 分光光度計測定
1. 標準曲線(xiàn)的繪制:各管按照下表加入試劑
孔號
0
1
2
3
4
5
6
7
蛋白標準溶液(μL)
0
5
10
20
40
60
80
100
去離子水(μL)
100
95
90
80
60
40
20
0
對應蛋白含量(μg)
0
2.5
5.0
10.0
20.0
30.0
40.0
50.0
2. 根據樣品數量,按50體積BCA試劑A加1體積BCA試劑B(50:1)配制適量BCA工作液,充分混勻;
3. 各管加入1000μL BCA工作液;
4. 各管充分混勻,37℃放置30分鐘,然后在562nm下比色測定。以蛋白含量(μg)為橫坐標,吸光值為縱坐標,繪出標準曲線(xiàn);
5. 稀釋待測樣品至合適濃度,樣品稀釋液總體積為100μL,加入BCA工作液1000μL,充分混勻,37℃放置30分鐘后,以標準曲線(xiàn)0號管做參比,在562nm波長(cháng)下比色,記錄吸光值;
6. 根據所測樣品的吸光值,在標準曲線(xiàn)上即可查得相應的蛋白含量(μg),除以樣品稀釋液總體積(100μL),乘以樣品稀釋倍數即為樣品實(shí)際濃度(單位:μg/μL)。
A-4 電泳上樣樣品的準備
A-4-1 變性、還原蛋白樣本
一般的抗體只能識別抗原蛋白中的部份序列結構(表位),因此,為使抗體能夠達到結合該表位而需要將蛋白樣本進(jìn)行變性,使之打開(kāi)折疊的空間結構,
蛋白變性一般使用含陽(yáng)離子變性去污劑如SDS的上樣buffer (loading buffer),并于95-100°C 煮沸 5分鐘,對于多次跨膜蛋白,可以于70°C 加熱 5-10分鐘,標準的上樣buffer稱(chēng)為2X Laemmli buffer,上樣時(shí)與樣本?。?!混合后變性上樣即可:
2X Laemmli buffer
4% SDS
10% 2-mercaptoehtanol
20% glycerol
0.004% bromophenol blue
0.125 M Tris HCl
Check the pH and bring it to pH 6.8.
SDS的陰離子環(huán)繞蛋白肽鍵使之帶負電荷,蛋白分子量不同,結合的SDS數量不同,所帶負電荷也不同,電泳遷移速度不同,因此SDS-PAGE電泳可將不同分子量的蛋白分離開(kāi)。
A-4-2天然和非還原樣本
某些抗體識別的表位是非連續氨基酸構成的蛋白三維結構,此種情況則需要進(jìn)行非變性的WB,抗體的說(shuō)明書(shū)一般會(huì )標注,這種非變性電泳不加SDS,樣本也不需煮沸。
某些抗體僅識別蛋白的非還原態(tài),如某些cysteine基的氧化態(tài),因此loading buffer和電泳液中不加入?-mercaptoethanol and DTT
蛋白狀態(tài)
凝膠狀態(tài)
loading buffer
電泳緩沖液
還原—變性
還原和變性
有 ?-mercaptoethanol 或DTT 和SDS
有SDS
還原—天然
還原和非變性
有?-mercaptoethanol 或DTT ,無(wú)SDS
無(wú)SDS
氧化-變性
非還原和變性
無(wú)?-mercaptoethanol 或DTT ,有SDS
有SDS
氧化-還原
非還原和天然
無(wú)?-mercaptoethanol 或DTT ,無(wú)SDS
無(wú)SDS
注:除說(shuō)明書(shū)特別標注之外,一般情況下,均使用變性和還原電泳
B 電泳
B-1 PAGE膠的制備
聚丙酰胺凝膠PAGE電泳根椐蛋白分子量進(jìn)行分離蛋白,PAGE膠是由兩種化合物聚合而成的,即丙烯酰胺(acr)和N,N-甲叉雙丙烯酰胺(Bis).,聚合需加入過(guò)硫酸銨及DMAP 或 TEMED,凝膠為中性、水溶性、三維網(wǎng)狀結構。凝膠的孔徑取決于總丙烯酰胺的百分含量(%T))和交聯(lián)度(%C),T%=(a+b)/m*100%; 和 C%=a/(a+b)*100%,其中: a=雙體(bis)的重量 ;b=單體(arc)的重量 ;m=溶液的體積(ml) 。丙烯酰胺總量增加,則孔徑減小,5%C構成最小的孔徑,任何的 %C增加或降低,孔徑都增加,凝膠的百分濃度組成需兩個(gè)參數,丙烯酰胺(acr)和N,N-甲叉雙丙烯酰胺(Bis).的總量百分濃度(w/v)。
不同分子量的蛋白選擇不同的凝膠濃度(參考下表》,原則上高分子量蛋白用低濃度膠,低分子量蛋白用高濃度膠分離。
蛋白分子量 (kDa)
凝膠濃度 (%)
4-40
20
12-45
15
10-70
12.5
15-100
10
25-200
8
不同濃度的凝膠的配制方法見(jiàn)附錄2 首先配制各組分貯備液,然后分別配制濃縮膠和分離膠。
B-2 蛋白分子量Marker
預染或非預染各種分子量的蛋白,用于標示電泳中蛋白的大小和示蹤
商業(yè)化產(chǎn)品:
非預染Marker (MW 116, 97.4, 66, 45, 36 29, 24, 20.1, 14.2KDa)
預染Marke r (MW 116, 97.4, 66, 45, 36 29, 24, 20.1, 14.2KDa)
B- 3 陽(yáng)性對照
目的蛋白或明確表達目的蛋白的組織或細胞的蛋白提取物,用于檢驗整個(gè)實(shí)驗體系和過(guò)程的正確性有效性/特別是一抗的質(zhì)量和效率。建議使用該對照??刹殚單墨I或抗體說(shuō)明書(shū)選擇購買(mǎi)或自提該對照樣本。
B-4 內參對照
管家基因編碼的、很多組織和細胞中都穩定表達的蛋白,用于檢測整個(gè)WB實(shí)驗過(guò)程及體系是否正常工作,并作為半定量檢測目的蛋白表達量的標準對照。必須設立。
內參Beta-actin 抗體 at 1/5000 dilution, Lysates/proteins at 20 ug per lane Lane 1 : HeLa nuclear Lane 2 : HeLa whole cell lysate Lane 3 : A431 cell lysate Lane 4 : Jurkat cell lysate Lane 5 : HEK293 cell lysate.
B-5 上樣與電泳
每孔上樣量為20-40 μg蛋白,使用專(zhuān)用槍頭或注射針頭,勿溢出加樣孔,
標準電泳緩沖液:1X Tris-glycine:
25 mM Tris base
190 mM glycine
0.1% SDS
調 pH;8.3.
電泳時(shí)間按電流儀說(shuō)明書(shū)推薦方法使用,(1小時(shí)或過(guò)夜,取決于電壓大?。?,當染料到達膠的底部,關(guān)電源停止電泳,膠不能存放,應立刻進(jìn)行下一步的轉膜。
C 轉膜與顯色(Western Blot)
C-1 膠中蛋白的檢測
電泳后檢測蛋白是否遷移正確與平均,可采用銅染或考馬斯藍染色檢測,如果凝膠中的蛋白需要進(jìn)行轉膜則需可逆的銅染法,否則采用不可逆考馬斯藍法染色。
銅染法:電泳膠用蒸餾水洗數秒鐘,加入0.3 M CuCl2染色5-10分鐘,再用去離子水洗一次,在暗背景下觀(guān)察在蘭色膠背景下蛋白出現透明條帶,膠置于0.1- 0.25 M Tris/0.25 M EDTA pH 8.0緩沖液中漂洗脫色兩次,再置于電轉緩沖液中開(kāi)始轉膜。
考馬斯藍法:用40%雙蒸水, 10% 醋酸, 50%甲醇的溶液固定膠中蛋白,考馬斯藍R-250染液(凱基產(chǎn)品)室溫染色4小時(shí)至過(guò)夜,保持搖勻,轉入67.5%雙蒸水, 7.5% 醋酸, 25%甲醇l搖勻至脫去多余的染料,蛋白被染成深藍色。
C-2 蛋白轉膜
蛋白因結合SDS而帶電荷,在電場(chǎng)下從膠中轉至膜上,轉膜操作根椐電轉儀制造商的說(shuō)明書(shū)進(jìn)行轉膜方式分為半干和濕轉兩種,半干式轉膜速度快,而濕式成功率高并特別適合用于分子量大于100KD的蛋白。
濕式轉膜三明治排列為:海綿/紙/膠/膜/紙/海綿,全部緊密排列,特別是膠/膜之間不能留有氣泡,三明治安放的方向確認正確負極方為帶負電的膠里的蛋白,向正極方(膜)電遷移。
標準的電轉緩沖液為1X Tris-glycine buffer 不含SDS,但加入20%甲醇,如果轉膜的蛋白分子量大于80KD,則推薦加入SDS使之終濃度為0。1%。
半干式轉膜中,三明治的排列為:/紙/膠/膜/紙,用電轉緩沖液浸濕后,直接置于電轉儀的正負極之間。膠于負極而膜置于正極。半干式的電轉緩沖液可不同于濕式的電轉緩沖液,推薦為:48 mM Tris, 39 mM glycine, 0.04% SDS, 20%甲醇,
兩類(lèi)膜可供選擇:硝酸纖維素膜和PVDF膜(正電荷尼龍膜),根據不同需要選擇(下表),PVDF膜需要浸泡甲醇中1-2分鐘,再孵育于冰冷的電轉緩沖液中5分鐘,膠也需在冰冷的電轉緩沖液中平衡3-5分鐘,否則轉膜時(shí)會(huì )導致條帶變形。
注:大蛋白和小蛋白的轉膜
電轉移緩沖液中SDS與甲醇的平衡、蛋白的大小、膠的濃度都會(huì )影響轉膜效果,如下調整可以增加轉膜效率:
大蛋白(大于100 KD)
1.對于大蛋白而言,其在凝膠電泳分離遷移較慢,而從凝膠轉出也非常慢,因此對于這種大分子量蛋白應該用低濃度的凝膠,8%或更低,但因低濃度的膠非常易碎,所以操作時(shí)需十分小心,
2 大蛋白易在凝膠里形成聚集沉淀,因此;轉膜時(shí)在電轉移緩沖液加入終濃度為0.1%的SDS,以避免出現這種情況,甲醇易便SDS從蛋白上脫失,因此應降低電轉移緩沖液中甲醇的濃度至10%或更低,以防止蛋白沉淀。
3 降低電轉移緩沖液中甲醇的比例以促進(jìn)凝膠的膨脹,易于大蛋白的轉出。
4 如果使用硝酸纖維素膜,甲醇是必需的,但如果是PVDF膜,甲醇可以不必加入電轉移緩沖液中,但轉膜前PVDF需用甲醇活化。
5 選擇濕式,4℃轉膜過(guò)夜,以取代半干式轉膜。
小蛋白(小于100 KD
1 SDS妨礙蛋白與膜的結合,特別是對小蛋白更是如此,因此,對于小分子的蛋白,電轉移緩沖液中可以不加SDS。
2 保持20%的甲醇濃度
對于大于500KD的蛋白,請參考下述文獻:Bolt and Mahoney, High-efficiency blotting of proteins of diverse sizes following sodium dodecyl sulfate–polyacrylamide, gel electrophoresis. Analytical Biochemistry 247, 185–192 (1997).
更多的轉膜注意事項:
? 避免用直接接觸膜,應使用鑷子,手指上的油脂與蛋白會(huì )封閉轉膜效率并易產(chǎn)生背景污斑
? 排列三明治時(shí),盡量用移液器或15ml試管趕除膠與膜之間的氣泡,或將三明治放在裝有的培養皿中以防止氣泡產(chǎn)生,請戴手套!
? 確認裁剪的膜和濾紙與凝膠尺寸相同,否剛導致電流不能通過(guò)膜,從而轉膜無(wú)效
? 雞抗體易于與PVDF膜和其它尼龍膜結合,導致高背景,請替換成硝酸纖維素膜以降低背景。
C-3 膜上蛋白的檢測:麗春紅
為檢測轉膜是否成功,可用麗春紅染色,
2%的麗春紅貯備液(20ML):: 2%麗春紅(0.4克)溶于30%三氯乙酸(6克)和30%磺基水楊酸(6克)
麗春紅染色工作液:2%的麗春紅貯備液1:10稀釋?zhuān)醇? 倍的ddH2O
染色方法:
將膜放入TBST洗一次,再置于麗春紅染色工作液中,在室溫下?lián)u動(dòng)染色5分鐘,大量的水洗膜直至水變清無(wú)色蛋白條帶清晰,(膜也可以用TBST或水重新洗后再進(jìn)行染色)PVDF膜需用甲醇再活化后用TBST洗后進(jìn)行封閉。
10x TBS的配制
24.23 g Trizma HCl
80.06 g NaCl
加約 800 ml 超純水
用純HCl調pH 至7.6
定容至 1 L.
TBST的配制
配制 1 L TBST:: 量取100 ml 10x TBS + 900超純水 + 1ml Tween20
Tween20非常粘稠,用槍頭不易吸取,請確定加入準確的量,最好用Tris buffer.配成10%的Tween20母液后使用。
C-4 膜的封閉
為防止一抗或/和二抗與膜的非特異性結合產(chǎn)生的高背景,因此需要進(jìn)行膜的封閉,
傳統上有兩種封閉液:脫脂奶粉或BSA,脫脂奶粉成本低但不能用于磷酸化蛋白(因脫脂奶粉含有酪蛋白,該蛋白本身就是一種磷酸化蛋白),使用脫脂奶粉會(huì )結合磷酸化抗體從而易產(chǎn)生高背景。
某些抗體用BSA封閉時(shí)因不明原因可能會(huì )產(chǎn)生比脫脂奶粉更強的信號,,請仔細閱讀說(shuō)明書(shū)注明的注意事項和膜的特殊的封閉方法。
配制5%脫脂奶粉或 BSA 溶液:每100 ml TBST中加入5 g脫脂奶粉或 BSA,混勻后過(guò)濾,如不過(guò)濾會(huì )導致使膜污染上細微黑顆粒。
封閉時(shí),4°C搖動(dòng),封閉1 hour ,再用TBST洗5秒,進(jìn)入下一步抗體的孵育。
C-5 一抗的孵育
孵育Buffer:按抗體說(shuō)明書(shū)建議的稀釋倍數,用TBST稀釋一抗,如果說(shuō)明書(shū)沒(méi)有建議的稀釋倍數,則參照一般推薦的稀釋倍數(1:100-1:3000),一抗濃度過(guò)高會(huì )導致產(chǎn)生非特異性條帶。
某些實(shí)驗室傳統上在封閉液中孵育抗體,而有些實(shí)驗室用不含封閉劑的TBST來(lái)孵育抗體,結果因抗體而異,有時(shí)兩者結果相同,有時(shí)結果不同。
注:如果不存在高背景的問(wèn)題,某些抗體用含低濃度(0.5 – 0.25%) 脫脂奶粉或 BSA的封閉液來(lái),稀釋?zhuān)僧a(chǎn)生相對更強的信號條帶。
孵育時(shí)間:一抗的孵育時(shí)間可從幾小時(shí)至過(guò)夜(一般不超過(guò)18小時(shí))不等,取決于抗體與蛋白的親和性和蛋白的含量豐度,建議使用較高的抗體稀釋倍數和較長(cháng)的孵育時(shí)間來(lái)保證特異性結合。
孵育溫度:盡可能低溫孵育,如果在封閉液中孵育一抗過(guò)夜,應在4oC進(jìn)行否則會(huì )產(chǎn)生污染而破壞蛋白(降別是磷酸基團)。
孵育一抗時(shí)需保持適當的搖動(dòng)使之均勻覆沒(méi)膜,防止結合不均勻。
C-6 二抗的孵育
一抗孵育結束后,用TBST搖動(dòng)洗膜數次,每次5min或更長(cháng),去除殘留的一抗。
孵育Buffer和稀釋倍數:用TBST按說(shuō)明書(shū)推薦的倍數稀釋二抗,如果說(shuō)明書(shū)沒(méi)有標出稀釋倍數,則按常規的倍數稀釋(1:1000- 1:20,000)預試,二抗的濃度過(guò)高也會(huì )導致非特異性條帶。亦可以在封閉液中孵育二抗(和一抗),但可能在降低背景同時(shí)導致特異性條帶的信號也減弱,可能是封閉劑阻礙了抗體與靶蛋白的結合。
孵育時(shí)間和溫度:室溫、1-2 hours, 搖動(dòng)
二抗連接物:推薦使用二抗連接HRP,不建議連接AP堿性磷酸酶,因其不夠靈敏。
C-7顯色
顯色分為酶促底物發(fā)光和化學(xué)發(fā)光法或熒光法
酶促底物發(fā)光法代表為DAB顯色法,與其它同類(lèi)方法的比較如下圖所示:
而現在最常用的是化學(xué)發(fā)光法:HRP化學(xué)發(fā)光底物 Luminol(ECL法 chemiluminescence)及其改良法,
對于 HRP偶聯(lián)的二抗,一般傳統上使用ECL 和ECL+,推薦使用后者,更靈敏。其中不同商家的產(chǎn)品特點(diǎn)總結如下表:
SuperSignal? West Pico化學(xué)發(fā)光底物
SuperSignal? West Femto超靈敏型底物
SuperSignal? West Femto增強型底物
主要優(yōu)點(diǎn)
與ECL? 系統相比減半的價(jià)格、雙倍的信號
適用于HRP檢測的最靈敏的化學(xué)發(fā)光底物
延長(cháng)的信號持續時(shí)間使這種底物用于今天的成像設備最為理想
檢測下限
10-12g
10-15g
10-14g
信號持續時(shí)間
6-8小時(shí)
8小時(shí)
24小時(shí)
首選檢測方法
X膠片
成像設備或X膠片
成像設備或X膠片
建議一抗稀釋度
1:1000-1:5000
1:5,000-1:100,000
1:1000-1:50,000
建議二抗稀釋度
1:20,000-1:100,000
1:100,000-1:500,000
1:50,000-1:250,000
產(chǎn)品保存期
室溫1年
4℃1年或室溫6個(gè)月
室溫1年
建議印跡膜
硝化纖維
硝化纖維或PVDF
硝化纖維或PVDF
X-ray 膠片:傳統上使用手工曝光的方法,可控制X-ray 膠片在曝光和在定影劑的時(shí)間調節。而全自動(dòng)X(jué)-ray 膠片曝光器也廣泛使用并操作簡(jiǎn)便。
注意不能過(guò)度曝光,特別不適于檢測相對蛋白量,過(guò)度曝光導致全暗的背景沒(méi)有反差和/或產(chǎn)生大量的非特異性條帶。
數字圖像顯影:新一代的膠片顯色方法是使用數碼相機在暗室中拍攝膜上的化學(xué)發(fā)光,將其轉成數字信號,再通過(guò)儀器自帶的軟件進(jìn)行分析。 有些新一代商品化的數字成像儀器已不再檢測HRP連接的抗體(如:ECL chemiluminescence),如STORM分析儀只檢測熒光標記的抗體。
D 常見(jiàn)問(wèn)題分析與解決方案
問(wèn)題
可能原因
驗證或解決辦法
背景高
封閉不充分
延長(cháng)封閉時(shí)間,
更換合適的封閉劑(脫脂奶粉,BSA,血清等)
一抗濃度過(guò)高
增加一抗稀釋倍數,
抗體孵育溫度過(guò)高
4℃孵育
二抗非特異性結合
或與封閉劑交叉反應
設置二抗對照(不加一抗),降低二抗濃度
一抗或二抗與封閉劑
有交叉反應
在孵育和洗滌液中加入Tween-20
以減少交叉反應.
洗膜不充分
增加洗滌次數
膜不合適
NC膜比PVDF膜背景低
膜干燥
保證充分的反應液,避免出現干膜現象
沒(méi)有陽(yáng)性條帶
或很弱
一抗、二抗等不匹配
訂購試劑時(shí)認真選取一抗與組織種屬,一抗與二抗或/和底物與酶系統之間相匹配的抗體及底物??赏ㄟ^(guò)設置內參可以驗證二級檢測系統的有效性。
一抗或/和二抗濃度低
增加抗體濃度,延長(cháng)孵育時(shí)間
封閉劑與一抗或二抗有交叉反應
封閉時(shí)使用溫和的去污劑,如TWEEN20,或更換封閉劑(常用的脫脂奶、BSA、血清或明膠
一抗不識別目的物種的靶蛋白
檢查說(shuō)明書(shū),或做ClustalW比對,設陽(yáng)性對照
樣本中無(wú)靶蛋白或靶蛋白含量過(guò)低(抗原無(wú)效)
設置陽(yáng)性對照,如果陽(yáng)性對照有結果,但標本沒(méi)有則可能是標本中不含靶蛋白或靶蛋白含量太低。后者可增加標本上樣量至少每孔20-30ug蛋白,樣本制備時(shí)使用蛋白酶抑制劑,或分級提取目的蛋白。
轉膜不充分,或洗膜過(guò)度
使用麗春紅S檢測轉膜效果,PVDF膜需浸透,需正確的轉膜操作,勿過(guò)度洗膜
過(guò)度封閉
使用含0.5%脫脂奶或無(wú)脫脂奶的抗體稀釋液,或更換封閉劑,減少封閉時(shí)間
一抗失效
使用有效期內抗體,分裝保存,避免反復凍融取用, 工作液現配現用
二抗受疊氮鈉抑制
所用溶液和容器中避免含有疊氮鈉(HRP的抑制劑)
酶和底物失效
直接將酶和底物進(jìn)行混合,如果不顯色則說(shuō)明酶失活了。選擇在有效期內、有活性的酶聯(lián)物,使用新鮮的底物.
曝光時(shí)間過(guò)短
延長(cháng)曝光時(shí)間
多非特異性條帶
或條帶位置不對
細胞傳代次數過(guò)多,使其蛋白表達模式的分化
使用原始或傳代少的細胞株,或平行實(shí)驗
體內表達的蛋白樣本具有多種修飾形式:乙?;?、磷酸化、甲基化、烷基化、糖基化等
查文獻,使用去修飾的試劑使蛋白恢復其正確的大小
蛋白樣本降解
使用新鮮制備的標本,并使用蛋白酶抑制劑
新蛋白或同族蛋白的分享同種表位的不同剪接方式
查其它文獻報導,或BLAST搜尋,使用說(shuō)明書(shū)報導的細胞株或組織
一抗濃度過(guò)高
降低抗體濃度,可以減少非特異性條帶
二抗濃度過(guò)高
產(chǎn)生非特異性結合
降低抗體濃度,增加二抗對照
選擇特異性更強,只針對重鏈的二抗
抗體未純化
使用單克隆或親和純化的抗體,減少非特異條帶
蛋白存在二聚體或多聚體
SDS-PAGE電泳上樣前,煮沸10 min,
以增強蛋白質(zhì)解聚變性
背景有白色/黑色斑點(diǎn)
轉膜時(shí)有氣泡或抗體分布不均
盡量去除氣泡,抗體孵育時(shí)保持搖動(dòng)
抗體與封閉劑結合
過(guò)濾封閉劑
暗片現白條帶
一抗或二抗加入過(guò)多
稀釋抗體的濃度
目的條帶過(guò)低/過(guò)高
SDS-PAGE膠濃度選擇不合適
調整膠濃度,分子量大的蛋白用低濃度膠,分子量小的蛋白用高濃度膠
“微笑”條帶
遷移過(guò)快
電泳溫度過(guò)高
降低電泳速度,低溫電泳(冷室)
轉膜不充分
膜沒(méi)有完全均勻濕透
使用100% methanol浸透膜
靶蛋白分子量小于10,000
選擇小孔徑的膜,縮短轉移時(shí)間
靶蛋白等電點(diǎn)等于或接近轉移緩沖液pH值
可嘗試使用其他緩沖液如CAPS緩沖液(pH 10.5)或使用低pH值緩沖液如乙酸緩沖液
甲醇濃度過(guò)高
過(guò)高甲醇濃度會(huì )導致蛋白質(zhì)與SDS分離,從而沉淀在凝膠中,同時(shí)會(huì )使凝膠收縮或變硬,從而抑制高分子量蛋白的轉移。降低甲醇濃度或者使用乙醇或異丙醇代替
轉移時(shí)間不夠Thick gel
對于厚的膠以及高分子量蛋白需要延長(cháng)轉移時(shí)間
O
ptimization of secondary antibody dilution for immunodetection of ERK 1 with Immobilon Western Chemilumin-escent HRP Substrate. Two-fold dilutions of rat liver lysate samples were applied to each gel. Electroblotted proteins were probed with rabbit anti-ERK 1 antibody (1:1,000 dilution) and HRPconjugated goat anti-rabbit IgG (1:5,000, 1:20,000 and 1:100,000dilutions, left to right).
附錄1 WB實(shí)驗試劑配方
1 Nonidet-P40 (NP40) buffer
150 mM sodium chloride
1.0% NP-40 (或Triton X-100 )
50 mM Tris, pH 8.0
2 RIPA buffer (Radio Immuno Precipitation Assay buffer)
150 mM sodium chloride
1.0% NP-40 or Triton X-100
0.5% sodium deoxycholate
0.1% SDS (sodium dodecyl sulphate)
50 mM Tris, pH 8.0
注:The 10% sodium deoxycholate stock solution (5 g into 50 ml) must be protected from light.
3 Tris-HCl buffer
20 mM Tris-HCl, pH 7.5
4 Tris-Triton buffer
10 mM Tris, pH 7.4
100 mM NaCl
1 mM EDTA
1 mM EGTA
1% Triton X-100
10% glycerol
0.1% SDS
0.5% deoxycholate
All four of these buffers will keep at 4oC for several weeks or for up to a year aliquotted and stored at -20oC.
5 TBS 10x (concentrated TBS)
24.23 g Trizma HCl
80.06 g NaCl
Mix in 800 ml ultra pure water.
pH to 7.6 with pure HCl.
Top up to 1 L.
TBST
For 1 L: 100 ml of TBS 10x + 900 ml ultra pure water + 1ml Tween20
6 PBS: 1.16 g Na2HPO4, 0.1 g KCl, 0.1 g K3PO4, 4 g NaCl (500 ml distilled water) pH 7.4
附錄2 SDS-PAGE膠的配制
一 30% (W/V) Acrylamide 的配制
1稱(chēng)量Acrylamide290g,Bis10 g下列試劑,置于1 L燒杯中
2向燒杯中加入約600 ml的去離子水,充分攪拌溶解。
3. 加去離子水將溶液定容至1 L,用0.45 mm濾膜濾去雜質(zhì)。
4. 于棕色瓶中4℃保存。
注意:丙烯酰胺具有很強的神經(jīng)毒性,并可通過(guò)皮膚吸收,其作用具有積累性,配制時(shí)應戴
手套等。聚丙烯酰胺無(wú)毒,但也應謹慎操作,因為有可能含有少量的未聚合成份。
二 配制濃縮膠緩沖液: 1.0mol/L TrisHCl Ph6.8, 4℃保存
三 配制分離膠緩沖液: 1.5mol/L TrisHCl Ph8.8, 4℃保存
四 配制10%SDS(W/V):
五 配制10% W/V)過(guò)硫酸銨(AP):稱(chēng)1克過(guò)硫酸銨,加10mL去離子水攪拌溶解,貯存于4℃。(注意10%過(guò) 硫酸銨溶液在4℃保存可使用2周左右,超過(guò)期限會(huì )失去催化作用。
六 TEMED原溶液
七 電泳緩沖液(5×):Tris 15g+甘氨酸72g+SDS 5g+H2O至1L,臨用時(shí)稀釋5倍至1×SDS電泳緩沖液加入電泳槽中。
八 配制1 M Tris-HCl的方法
1. 稱(chēng)量121.1 g Tris置于1 L燒杯中。
2. 加入約800 ml的去離子水,充分攪拌溶解。
3. 加入濃鹽酸調節所需要的pH值。
4 將溶液定容至1 L。
5. 高溫高壓滅菌后,室溫保存。
注意:應使溶液冷卻至室溫后再調定pH值,因為T(mén)ris溶液的pH值隨溫度的變化差異很大,溫度每升高1℃,溶液的pH值大約降低0.03個(gè)單位。
九: PAGE濃縮膠(5% Acrylamide)配方表
十 SDS-PAGE分離膠配方表