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Western Blot最全攻略:从protocol到问题解决

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-40RIPA

细胞质(可溶性)

Tris-HCl

细胞质(细胞骨架)

Tris-Triton

膜结合部分

NP-40RIPA

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

BMEDTT

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

 

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