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蛋白免疫印迹(Western Blot,WB)以蛋白质为研究对象,先借助SDS-PAGE凝胶,将总蛋白按照不同的分子量大小进行分离,然后将胶上的蛋白质转移到膜上,再利用相应的特异性抗体对靶蛋白进行定量或定性检测的方法。
SDS-PAGE电泳(左) 转印及检测(右)
一、实验流程
从Stark团队建立了蛋白印记的方法至今,始终如一的实验技术流程,造就了Western blot的经典所在。每一步必不可缺,每一步都需认真对待,才能最终得到一个完美的结果。
图1. Western blot 的实验流程图
(一)样本制备
样本制备时许多方位考虑,包括裂解液的选择,后续实验的应用等:
1、尽可能提取完全或降低样本复杂度,集中提取某个样本部位总蛋白,比如只提膜蛋白;
2、保持蛋白处于溶解状态(有针对性的对裂解液的pH盐浓度、表面活性剂、还原剂等的选择);
3、提取蛋白过程防止降解、沉淀等(最好冰上操作,并加入适量的蛋白酶抑制剂20124ES或磷酸酶抑制剂20109ES);
4、减少样本的粘稠度,去除核酸等分子(全能核酸酶20156ES或采取超声处理);
5、细菌、真菌、植物细胞或者组织,还需要借助破壁的酶来进行蛋白提取。
图2. 细胞结构及裂解液选择推荐
(二)蛋白定量
准确测定蛋白样本浓度,既能标准化电泳时蛋白上样量,又能更好的配合内参靶标对目的蛋白进行定量分析。
表1. 常见的蛋白定量方法比较
(三)蛋白电泳
图3. 聚丙烯酰胺凝胶电泳原理示意图
选择合适的蛋白胶,能够更好的对目的蛋白进行分离及检测。 原则:高浓度的蛋白胶适合分离小分子量的蛋白;低浓度的蛋白胶适合分离高分子量蛋白;梯度浓度胶可以兼容多种浓度的分离效果。
图4. 蛋白胶浓度分离蛋白分子的范围
蛋白胶类型选择,既可节省蛋白电泳时间,又可对电泳效率进行提高。
表2. 不同蛋白胶组分组成及差异
(四)蛋白转膜
转膜即将电泳后分离的蛋白质从凝胶中转移到固相载体(例如NC膜)。蛋白转膜方法可大致分为湿转和半干转两种类型。用于Western blot的膜也有不同的类型及差异:
转印小技巧:
由于SDS能够阻止蛋白与膜的结合,因此小分子蛋白转膜可不加SDS,同时甲醇浓度提高到20%;大蛋白易在凝胶里形成沉淀,转膜缓冲液中加入0.1%SDS,可增加蛋白的溶解性;由于甲醇易使SDS从蛋白上脱离,可降低甲醇的浓度(低至10%或者更低)来防止蛋白沉淀。
(五)膜封闭
封闭剂种类:脱脂奶粉(36120ES)、BSA(36101ES)、动物血清等,某些品牌特定的封闭剂等。
封闭剂使用注意事项:
1、做免疫组化和免疫荧光实验建议用血清封闭;
2、某些抗体使用BSA封闭可能会产生比脱脂奶粉更强的信号,具体需阅读说明书 ;
3、以下情况不用脱脂奶粉:
生物素化标记的抗体;磷酸化抗体检测蛋白磷酸化;碱性磷酸酶(AP)显色方法
4、封闭时间:一般封闭1-2 h即可;后续可根据实验结果的背景强度来延长时间或更改封闭液种类。
(六)抗体孵育
蛋白抗体选择时的原则:
核实靶标基因;
明确实验类型(WB\ELISA\IHC等);
分析样本来源。
抗体根据标记靶标方式的不同,分为直标和间标法两种,具体差异如下图:
图6. 直标抗体与间标抗体比较
(七)结果成像
常用的WB显色方法有两种,一种是DAB显色法(36201ES-36203ES);另一种是ECL显色法(36208ES)。
图7. WB成像原理及结果
DAB即二胺基联苯胺,是过氧化物酶(如HRP)的生色底物,在过氧化氢的存在下失去电子而呈现出颜色的变化和积累,形成浅棕色不溶物。
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