蛋白免疫印迹(western blotting)一般由凝胶电泳、样品的印迹和免疫学检测3个部分组成,是根据抗原抗体特异性结合检测样本中某种蛋白的方法,与ELISA不同的地方在于WB是一种半定量的检测方法。操作流程如下:
下面详细介绍一下每个操作步骤:
一、样本的制备
(1)样本一般是组织和细胞,根据样本类型的不同,选择合适的裂解液:
样本类型 |
裂解液 |
全细胞 |
NP-40、RIPA |
细胞质(可溶性) |
Tris-HCl |
细胞质(细胞骨架) |
Tris-Triton |
膜结合部分 |
NP-40、RIPA |
细胞核 |
RIPA、核裂解液 |
线粒体 |
RIPA |
(2)抑制剂,根据研究的目的蛋白进行选择,假如要检测磷酸化的蛋白含量,就要对磷酸酶进行抑制,现在很多公司都有多种抑制剂的混合物
抑制剂 |
靶点 |
浓度 |
抑肽酶 |
胰蛋白酶、血纤维蛋白溶酶 |
2μg/ml |
亮抑酶肽 |
溶酶体 |
1-10μg/ml |
胃蛋白酶抑制剂A |
Asp蛋白酶 |
1μg/ml |
PMSF |
Asp蛋白酶 |
1mM |
EDTA |
镁和锰金属蛋白酶 |
1-5mM |
EGTA |
钙金属蛋白酶 |
1mM |
氟化钠 |
丝氨酸和苏氨酸磷酸酶 |
5-10mM |
原钒酸盐 |
酪氨酸磷酸酶 |
1mM |
焦磷酸盐 |
丝氨酸和苏氨酸磷酸酶 |
1-2mM |
β-甘油磷酸盐 |
丝氨酸和苏氨酸磷酸酶 |
1-2mM |
(3)要加入loading buffer(BME、DTT,目的是减少蛋白高级结构的形成)
主要成分 |
主要功能 |
SDS |
使蛋白变性并带上负电荷 |
BME或DTT |
减少二硫键的形成 |
溴酚蓝 |
离子型染料,可观察蛋白迁移 |
甘油 |
增加样品密度,起沉降作用 |
(4)煮沸变性:一般是99°C,10min,水浴锅煮沸时,防止EP管盖弹开,使水浴锅内的水进入。
二、凝胶电泳
(1)配胶。这里说的都是SDS变性胶,先配分离胶,再配浓缩胶。根据目标蛋白分子量的大小,选择合适的分离胶浓度,分子量越高,分离胶的浓度越低。浓缩胶一般用的都是5%。配胶时需注意以下几点:
①玻璃板清洗后,为了使表面的水快速晾干,可以在烘箱中放置几分钟,拿出来的时候一定要晾到室温再灌胶,不然很容易产生气泡;
②配胶用的试剂一般都是在4度冰箱保存,当我们按比例配好混合液的时候,要等混合液恢复室温时,再灌胶,不然也很容易产生气泡;
③加水液封时,速度要慢,可用1ml枪沿着胶板上沿反复移动,不然很容易将分离胶冲变型。
蛋白分子量大小(kDa) |
凝胶百分比(%) |
12-45 |
15 |
15-60 |
12 |
20-80 |
10 |
30-120 |
8 |
60-200 |
6 |
(2)电泳
采用SDS-PAGE电泳,每孔上样量为10μl总蛋白,上样时,先加marker,如有空置的加样孔,须加等体积的1×loading buffer,以防相邻泳道样品的扩散。开始电压为80v,使样品跑得慢一些,充分浓缩,到达分离胶后调为120v,电泳至溴酚蓝要跑出即可终止电泳,对10-12%的胶来说,80-90min足够,对15%的胶来说,时间要再延长一些,然后进行转膜,关于电泳液,也可以回收1-2次,根据实验室情况决定。不过建议先配10x的,然后现用现稀释。
三、转膜
(1)关于膜的选择
现在用的最多的是PVDF膜,用之前需注意:①先在甲醇中浸湿膜15s,保证膜由不透明变成半透明;②小心将膜放入双蒸水中浸泡2min;;③小心将膜放入转移缓冲液中平衡至少5min
(2)转膜液
转膜之前先提前配好1x转膜液,放在4°C冰箱。对于小分子量蛋白质(<100),按照10x转膜液:甲醇:蒸馏水=1:2:7的比例配制1x转膜液;对大分子量蛋白质(>100),可加入10%的甲醇,并且适当加入SDS,浓度控制在0.1%范围内。
(3)转膜时间
按照目的蛋白分子大小、胶浓度选择合适的转移时间。下表是转移时间,可以做一个参考:
胶浓度 |
转移时间 |
8% |
1.5-2.0 |
10% |
1.5 |
12% |
0.75 |
15% |
0.5 |
(4)转膜方式—湿转
转膜在冰浴中进行,凝胶和转印膜之间不要留有气泡,因为气泡是绝缘的,假如气泡位于凝胶的条带处,该处条带就不能转移到膜上了,同时要注意电极方向。
(5)转膜效率
如果想看转移后的效果,可对凝胶进行染色,常用的是丽春红染色,但其实有一个更简单快速的方法就是通过预染marker来判断,看凝胶上是否有marke残留以及转印膜上marker的清晰度。
四、免疫学检测
(1)封闭(降低背景,占据膜上剩余的结合位点,使抗体只能与膜上的抗原特异性结合):一般用的封闭液有5%的BSA和5%的脱脂奶粉,但对于磷酸化的抗体或生物素标记的抗体不能用脱脂奶粉,只能用5%的BSA。封闭时间室温1-2h即可
(2)一抗孵育:封闭结束后,用TBST稍微洗一下膜,并将一抗用稀释液进行稀释,具体的稀释比例因抗体不同而不同,需做预实验确定。通常用自封袋进行一抗孵育,2-5ml即可,孵育时间推荐4°C摇床过夜。一抗孵育时,要注意一抗的种属来源。
(3)洗膜:一抗孵育结束后,回收一抗,用TBST进行洗膜,5min/次,洗4-5次即可。
(4)二抗孵育:洗膜结束后,加入二抗,室温摇床1-1.5h,然后回收二抗,再次洗膜。二抗的种属要与一抗的来源相对应,例如一抗是兔抗,二抗就要是抗兔抗的抗体。
(5)检测
酶标抗体:化学发光检测,ECL
荧光抗体:要在激光扫描成像仪进行结果观察,例如Odyssey、STORM
化学发光检测 |
荧光检测 |
|
工作原理 |
酶标二抗或一抗 |
荧光二抗或一抗 |
检测方法 |
膜曝光 数字成像 |
数字成像(激光扫描成像仪) |
信号稳定性 |
几个小时 |
几周到几个月 |
定量 |
半定量 |
半定量 |
敏感性 |
+++ |
+++ |
五、常见问题及解决方案
1、无条带或弱条带
可能问题 |
解决方法 |
一抗二抗是否使用正确? |
考虑种属、孵育时间、稀释比例等问题 |
蛋白上样量不足 |
适当增加蛋白上样量 |
考虑转膜是否充分 |
分子量大的蛋白质,转膜时间相对延长;分子量小的蛋白质降低转膜电压和时间 |
洗膜时间或封闭时间过长 |
适当降低 |
发光液是否过期或失效 |
应注意避光保存 |
2、非特异性条带
可能问题 | 解决方法 |
一抗或二抗非特异性结合 |
1、 降低抗体浓度 2、 降低蛋白上样量 3、 用含脱脂奶粉的TBST稀释抗体,并适当提高吐温20(去垢剂)的浓度 4、增加洗涤次数 |
样本聚合或降解 |
1、 增加还原剂 2、 充分变性 3、 尽量采用新鲜样本 4、 如需冻存,尽量减少冻存次数 5、加入蛋白酶抑制剂 |
3、高背景:一般目的条带弱,延长曝光时间后,均会产生高背景
可能问题 |
解决方法 |
一抗或二抗非特异性结合 |
参考非特异性条带 |
封闭不完全 |
适当延长封闭时间 |
洗涤不充分 |
适当增加洗涤次数以及吐温20的浓度,不要将多张膜放在一起洗,容易粘在一起,造成洗涤不充分 |
曝光时间过长 |
可以手动调整曝光时间 |
4、有较多污点
可能问题 |
解决方法 |
膜上有气泡 |
转模时注意赶走气泡 |
孵育或洗涤时溶液不足 |
确保在孵育和洗涤时膜是充分浸润的 |
脱脂奶粉熔解不充分 |
转膜时即可配制封闭液,使其提前在摇床上充分熔解 |
5、条带位置偏移/错误
可能问题 |
解决方法 |
多聚体或蛋白降解 |
参考非特异性条带 |
是否有多个亚型存在 |
可在Uniprot等网站上查询 |
是否有修饰位点存在 |
查阅网站、文献等 |