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手把手带你做western blot

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Western Blot即蛋白免疫印迹,行话常常将其称为WB,是将细胞或组织总蛋白质通过电泳从凝胶转移到固相支持物NC膜(硝酸纤维素薄膜)或PVDF(聚偏二氟乙烯膜)膜上,然后用特异性抗体检测某特定抗原的技术。
该技术中被检测的特定抗原指目的蛋白。特异性抗体指一抗和二抗(二抗是指一抗的抗体,如一抗是从兔中获得的,则二抗就是抗兔 IgG 的抗体,两者可特异性结合)。
使用“一抗”作为“探针”, 标记的二抗用来“显色”。转移蛋白质后的 NC 膜或PVDF膜就称为一个印迹(因为NC膜价格最便宜,使用人数众多,后续均以NC 膜为例)。将印迹用蛋白溶液如 5%BSA(Bovine Serum Albumin 牛血清白蛋白)或 脱脂奶粉溶液或者从公司购买的封闭液处理,封闭 NC 膜上的疏水结合位点。
再用目标蛋白的抗体(一抗)处理 NC 膜——只有目的蛋白才能与一抗特异结合形成抗原抗体复合物,这样清洗掉未结合的一抗后,仅在目的蛋白的位置上结合着一抗。将一抗处理过的 NC 膜用标记的二抗处理,。处理后,带有标记的二抗与一抗特异性结合,可以指示一抗和目的蛋白结合的位置。
WB技术现已广泛应用于蛋白水平的表达研究、抗体活性检测和疾病早期诊断等多个研究领域。
对于新手朋友来说可能听说过这一技术,但是不知怎么去做。今天,我们就来介绍一下WB的操作。注意,因各个实验室条件不同,本文仅供参考,请根据所在实验室和课题组确定适宜的操作步骤。
我们的操作按以下几步介绍1.样品中蛋白提取及蛋白浓度测定(含三类样品和两种蛋白浓度测定方法)2.配胶上样及电泳; 3.转膜 ;4.封闭 ;5.一抗孵育 ;6.二抗孵育 ;7.显色曝光(两种方式)。
1. 收集蛋白样品(Proteinsample preparation)
1.1、单层贴壁细胞总蛋白的提取:
(1)倒掉细胞培养瓶中的培养液,尽量倒干净,可用移液器轻轻吸走残余培养液,操作时间宜迅速
(2)每瓶细胞加3ml-4ml 4℃预冷的PBS(磷酸缓冲盐溶液)(0.01M pH7.2~7.3)。平放“十字”轻轻摇动1min洗涤,弃去洗涤液,重复三次。PBS弃净后把培养瓶置于冰上。
(3)按1ml裂解液加10 μl PMSF(苯甲基磺酰氟)(100mM),摇匀置于冰上,PMSF要摇匀至无结晶时才可与裂解液混合。
(4)每瓶细胞加400 μl含PMSF的裂解液,于冰上裂解30min,为使细胞充分裂解培养瓶要反复摇动。
(5)裂解完后,用干净的刮棒将细胞刮于培养瓶的一侧(动作迅速),然后用移液器将细胞碎片和裂解液移至1.5ml离心管中(全程宜在冰上操作)。
(6)将离心管于4℃下12000rpm离心5min(提前预冷离心机)。
(7)将离心后的上清液分装转移到0.5ml的离心管中放于-20℃冰箱保存。
以上步骤可简单概述为:收集细胞、裂解细胞、离心取上清、保存
注意:不同公司裂解液可能有不同的使用方法(3)(4)步骤请根据实际购买裂解液说明书操作。1M指1mol/L
1.2、组织中总蛋白的提取:
(1)将少量组织块置于1~2ml匀浆器中球状部位,用干净的剪刀将组织块尽量剪碎。(下图为匀浆器)
(2)加400 μL单去污剂裂解液(含PMSF)于匀浆器中,进行匀浆。然后置于冰上。
(3)数分钟后再研磨一会儿并置于冰上,要多次研磨使组织尽量碾碎。
(4)裂解30 min后,即用移液器将裂解液移至1.5ml离心管中,然后在4℃下12000rpm离心5min(离心机请提前预冷),取上清分装于0.5ml离心管中并置于-20℃冰箱保存。
注意:不同公司组织裂解液可能有不同裂解方法,请根据实际情况选择。
1.3、加药物处理的贴壁细胞总蛋白的提取:
由于受药物的影响,部分细胞会脱落下来,所以除按上述1操作外还应收集培养液中的细胞。培养液中细胞总蛋白按下列方法提取:
(1)将培养液转移至15ml离心管中,于2500rpm离心5min
(2)弃上清,加入4ml PBS并用移液器轻轻吹打洗涤,2500rpm离心5min。弃上清后用PBS再次洗涤一次。
(3)用移液器吸干上清后,加100μL裂解液(含PMSF)冰上裂解30min,裂解过程中要经常弹动以使细胞充分裂解。
(4)将裂解液与培养瓶中裂解液混在一起4℃12000rpm离心5min(离心机要提前预冷),取上清分装于0.5ml离心管中并置于-20℃冰箱保存。
1.4 、蛋白浓度测定:
收集完蛋白样品后,为确保每个蛋白样品的上样量一致,需要测定每个蛋白样品的蛋白浓度。根据所使用的裂解液的不同,需要采用适当的蛋白浓度测定方法。这里介绍两种常见的测定方法
一、folin—酚试剂法:
folin—酚试剂中的磷钼酸盐—磷钨酸盐被蛋白质中的酪氨酸和苯丙氨酸残基还原,产生深兰色(钼兰和钨兰的混合物)。在一定的条件下,兰色深度与蛋白的量成正比。此法可检测的最低蛋白质量达5 mg。通常测定范围是20~250 mg。具体试剂配制见配方1
操作方法:
Ⅰ标准曲线的测定
(1)取16支大试管,1支作空白,3支留作未知样品,其余试管分成两组,分别加入0,0.1,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0毫升标准蛋白质溶液(浓度250mg/ml)。
(2)用水补足到1.0毫升,然后每支试管加入5毫升试剂甲,在旋涡混合器上迅速混合,于室温(20~25℃)放置10分钟。
(3)再逐管加入0.5毫升试剂乙(folin—酚试剂),同样立即混匀。
(4)这一步混合速度要快,否则会使显色程度减弱。然后在室温下放置30分钟,以未加蛋白质溶液的第一支试管作为空白对照,于700 nm处测定各管中溶液的吸光度值。以蛋白质的量为横座标,吸光度值为纵座标,绘制出标准曲线。
注意:因lowry反应的显色随时间不断加深,因此各项操作必须精确控制时间,即第1支试管加入5毫升试剂甲后,开始计时,1分钟后,第2支试管加入5毫升试剂甲,2分钟后加第3支试管,余此类推。全部试管加完试剂甲后若已超过10分钟,则第1支试管可立即加入0.5毫升试剂乙,1分钟后第2支试管加入0.5毫升试剂乙,2分钟后加第3支试管,余此类推。待最后一支试管加完试剂后,再放置30分钟,然后开始测定光吸收。每分钟测一个样品。
进行多试管操作时,为了防止出错,可预先画好下面的表格。表中是每个试管要加入的量(毫升),并按由左至右,由上至下的顺序,逐管加入。最下面两排是计算出的每管中蛋白质的量(微克)和测得的吸光度值。
Ⅱ样品的测定
(1)取1毫升样品溶液(其中约含蛋白质20~250微克),按上述方法进行操作,取1毫升蒸馏水代替样品作为空白对照。通常样品的测定也可与标准曲线的测定放在一起,同时进行。即在标准曲线测定的各试管后面,再增加3个试管。如上表中的8、9、10试管。
(2)根据所测样品的吸光度值,在标准曲线上查出相应的蛋白质量,从而计算出样品溶液的蛋白质浓度。
注意:由于各种蛋白质含有不同量的酪氨酸和苯丙氨酸,显色的深浅往往随不同的蛋白质而变化。因而本测定法通常只适用于测定蛋白质的相对浓度(相对于标准蛋白质)。
二、考马斯亮蓝法:
Ⅰ、制作标准曲线
(1 )从-20℃取出1mg/ml BSA(牛血清白蛋白),室温融化后,备用。
取18个1.5ml离心管,3个一组,分别标记为0μg,2.5μg,5.0μg,10.0μg,20.0μg,40.0μg。
(2)混匀后,室温放置2min。在生物分光光度计上比色分析。
Ⅱ、检测样品蛋白含量
(1)取足量的1.5ml离心管,每管加入4℃储存的考马斯亮蓝溶液1ml。室温放置30min后即可用于测蛋白。
(2 )取一管考马斯亮蓝加0.15mol/LNaCl溶液100ml,混匀放置2分钟可做为空白样品,将空白倒入比色杯中在做好标准曲线的程序下按blank测空白样品。
(3 )弃空白样品,用无水乙醇清洗比色杯2次(每次0.5mL),再用无菌水洗一次。
(4) 取一管考马斯亮蓝加95ml0.15mol/L NaCl NaCl溶液和5ml待测蛋白样品,混匀后静置2min,倒入扣干的比色杯中按sample键测样品。
注意:考马斯亮蓝使用比较普遍
2. 电泳(Electrophoresis)
2.1配胶
(1) 清洗玻璃板,组装电泳槽,即将玻璃板对齐后用夹卡紧。然后垂直放在架子上准备灌胶
(2)配分离胶(分子量越大,胶浓度越小),大致可参考下表
根据蛋白分子量大小选择不同浓度的胶,先加入ddH2O(双蒸水),之后每加一种成分都要搅拌均匀。AP(过硫酸铵)、TEMED(四甲基乙二胺)最后加。此处以12%分离胶15ml为例,参见配方2
(3) 配好分离胶后,进行灌胶。用10ml移液器吸取5ml胶沿玻璃注入,待胶面升到绿带中间线高度时即可。用移液器或注射针垂直于玻璃板水平移动加入ddH2O(或异丙醇),使得胶平整,凝固加快。
(4)配制4%的浓缩胶,参见配方3
待到板内胶凝固,倒掉上层液体,适当倾斜装置,用滤纸吸干多余水分。灌入浓缩胶,水平插入梳子(注意不要有气泡),等到胶凝固,约半个小时。将内槽从制胶器上解下装入外槽,加好上腔液和下腔液(电泳缓冲液)然后轻轻向上拔出梳子(最好在加入电泳液后再拔梳子,不要干拔)。
(5) 测定好蛋白含量的蛋白上清液以最低蛋白浓度的样品为参照,将所有样品蛋白浓度调到一致(有的实验室用裂解液调浓度,有的用buffer调浓度,有的用其他试剂来调浓度。根据自身实际情况选择),按照上样缓冲液说明书加入一定量的上样缓冲液(缓冲液中一般含指示剂,如溴酚兰),沸水浴或者加热到98℃-100℃处理5分钟使蛋白变性。待冷却后可以准备上样。
注意:上样缓冲液一般有2X或5X的SDS-PAGE蛋白上样缓冲液。如果最低浓度过小,我们可以选择5X的SDS-PAGE蛋白上样缓冲液,在相同体积的上样孔内可以上样更多的蛋白样品。另外,水浴或者加热后有的实验室会进行离心操作,按实际情况选择
2.2上样:
(1)先上Marker(4ul-5ul)根据说明书选择量的大小(Marker的作用是显示不同分子量蛋白的位置),然后按顺序加样品到后续孔中,样品量一般10-15ul,不能超过20ul.
(2)盖好电泳仪盖子,连接电源,注意正负极不要接反了。恒压80V,当样品到下层胶后换成120V.溴酚兰指示剂到分离胶底部(距底部1CM左右)时停止电泳。
3.转膜:
以前转膜通常都要切胶,切下我们目的蛋白位置的胶,其他的丢弃。现在逐渐推广整块胶来转膜(当然,真正这么做的实验室还不是很多)。
3.1切胶
我们介绍下切胶的操作,首先,计算好要切的胶的长度和宽度,剪下相同长宽的NC膜。然后准备滤纸,滤纸要比NC膜长和宽大一点,浸泡于转膜液中,可以用中性笔在NC膜的左上角做一个标记,镊子夹取尽量夹边缘。结合Maker位置,根据目的蛋白分子量大小,切下合适大小的胶,泡在转膜液中。
3.2制作“三明治”
在加有电转液的盘里放入转膜用的夹子、两块海绵垫、一支玻棒、滤纸和浸过的膜。将转膜的夹子打开,注意要正确放置,一般带有颜色的是让黑的一面保持水平(根据实验室器材实际情况正确使用),垫上一张专用泡沫垫,用玻璃棒来回擀,去除气泡。按下列顺序装配
3.3 开始转膜
把制作好的“三明治”用夹子夹好,装入转膜仪中。红色(白色)对红色,黑色对黑色,因为电转过程中会有热量产生,注意在转膜仪周围加入碎冰和水来降温。一般用恒流电(如100mA或350mA,根据实验室转膜仪规格选择相应电流)。转移结束后,取出NC膜
3.4丽春红染色
将转好后的膜用丽春红染液染5min(于脱色摇床上摇)。然后用双蒸水冲洗掉没染上的染液就可看到膜上的蛋白。注意:丽春红染色主要是观察蛋白转膜成功没有,丽春红染色是可逆的,可以用适当溶液冲洗掉(如PBS溶液)
4.封闭
将膜用TBS(TRIS-HCL缓冲液)从下向上浸湿后,移至含有封闭液的容器中,室温下脱色摇床上摇动封闭1h。然


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