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Western Blot快速實驗攻略
一、Western Blot實驗原理
蛋白免疫印跡(Western Blot,WB)是將蛋白質經電泳分離后轉移到膜上,然后利用抗體進行檢測的技術。完整的WB流程,如下圖所示,包含樣本制備、SDS-PAGE、轉膜、抗體結合、蛋白檢測等5個大步驟。
二、試劑準備
1. 各類緩沖液
1)電泳緩沖液:10xTris-Glycine-SDS電泳緩沖液(20319ES76)
2)電轉緩沖液:Western Blot電泳電轉通用緩沖液(20329ES03)
3)蛋白上樣緩沖液:5×SDS-PAGE蛋白上樣緩沖液(20315ES05)
4)其他緩沖液:PBS,TBST
2. 樣本制備
1)細胞裂解液:RIPA(20101ES60,或20115ES60,或20114ES60)
2)蛋白酶抑制劑:PMSF(20104ES03)
3. 蛋白定量
1)蛋白定量試劑:BCA蛋白定量試劑盒(20201ES76)
4. 蛋白電泳
1)預制膠:4-20%梯度預制膠,12孔(36214ES10)
2)蛋白marker:三色預染蛋白分子標準(10-245kDa)(20352ES76)
5. 轉膜與封閉
1)膜(自備)
2)膜上蛋白檢測:麗春紅染色液(36221ES60)
3)膜的封閉:BSA,無IgG(36103ES25)
6. 抗體孵育
1)抗體:內參抗體、一抗、二抗(例:30101ES10,30401ES10,34101ES60)
2)檢測試劑:ECL化學發(fā)光超敏顯色試劑盒(36208ES60)
三、實驗步驟
1. 樣本制備
1)融解RIPA裂解液,混勻。取適當量的裂解液,在使用前數(shù)分鐘內加入PMSF,使PMSF的zui終濃度為1mM。
2)貼壁細胞:去除培養(yǎng)液,用PBS、生理鹽水或無血清培養(yǎng)液洗一遍。按照6孔板每孔加入150-250μL裂解液的比例加入裂解液。用槍吹打數(shù)下,使裂解液和細胞充分接觸。細胞充分裂解后應無沒有明顯的細胞沉淀。
懸浮細胞:離心收集細胞,用手指把細胞用力彈散。按照6孔板每孔細胞加入150-250 μL裂解液的比例加入裂解液。再用手指輕彈以充分裂解細胞。充分裂解后應沒有明顯的細胞沉淀。如果細胞量較多,必需分裝成0.5-1×106個細胞/管,然后再裂解。
組織樣本:按照每20 mg組織加入150-250μL裂解液的比例加入裂解液。用玻璃勻漿器勻漿,直至充分裂解。
3)充分裂解后,10000-14000g離心3-5min,取上清,即可進行后續(xù)的PAGE、Western和免疫沉淀等操作。
【注】:RIPA裂解液的裂解產物中經常會出現(xiàn)一小團透明膠狀物,屬正常現(xiàn)象。該透明膠狀物為含有基因組DNA等復合物。在不檢測和基因組DNA結合特別緊密的蛋白的情況下,可以直接離心取上清用于后續(xù)實驗;如果需要檢測和基因組結合特別緊密的蛋白,則可以通過超聲處理打碎打散該透明膠狀物,隨后離心取上清用于后續(xù)實驗。如果檢測一些常見的轉錄因子,例如NF-kappaB、p53等時,通常不必進行超聲處理,就可以檢測到這些轉錄因子。
2. 蛋白定量
1)配制BSA標準品體系
標準品稀釋液為蛋白樣品的溶解液,原則上蛋白樣品在什么溶液中,標準品也宜用什么溶液稀釋。但也可用0.9%的NaCl或1×PBS進行稀釋。BSA標準品體系配制可參考下表。
表1 BSA標準品體系配制(微孔板檢測,線性范圍20-2000μg/mL)*
Vial | 稀釋液體積(μL) | 2mg/mL BSA體積(μL) | BSA終濃度(μg/mL) |
A | 0 | 100 | 2000 |
B | 25 | 75 | 1500 |
C | 50 | 50 | 1000 |
D | 125 | 75 | 750 |
E | 150 | 50 | 500 |
F | 350 | 50 | 250 |
G | 375 | 25 | 125 |
H | 395 | 5 | 25 |
I | 400 | 0 | 0=Blank |
*如用比色皿檢測,每管需加100μL標準品,按3個重復計算,每個濃度至少需配制300μL。
2)各取25μL標準品和待測樣品加入到微孔板中。
3)每孔加入200μL BCA工作液,振蕩30s充分混勻。蓋上微孔板,37℃孵育30min。
4)冷卻到室溫,在酶標儀上的540-595nm波長范圍處檢測吸光度,其中562nm波長為*。
5)根據(jù)BSA標準品的吸光度(減去標準品中空白孔的OD值即zui終的讀數(shù)),繪制標準曲線(X-蛋白濃度ug/mL;Y-zui終的OD562nm)。依據(jù)標準曲線和樣品的稀釋倍數(shù)計算樣品蛋白濃度。
3. 蛋白電泳
1)剪開包裝取出預制膠,撕去膠板底端橙色膠紙,將預制膠固定在電泳槽中,內槽加滿tris-glycine電泳緩沖液,外槽液面低于內槽5-10mm,雙手按住梳子左右部位將其平穩(wěn)緩慢(一定要慢,否則會將膠齒拔斷或拔歪)拔出。
2)在室溫或不超過37℃的水浴中溶解5×SDS-PAGE上樣緩沖液。水浴溶解后立即室溫存放。
3)按照每4 μL蛋白樣品加入1μl 5×SDS-PAGE 蛋白上樣緩沖液的比例,混合蛋白樣品和5×SDS-PAGE蛋白上樣緩沖液。
4)100℃或沸水浴加熱 3-5min,以充分變性蛋白,之后冷卻至室溫備用。
5)在每個樣品孔中上樣20-40µg蛋白,并在1個孔中上樣蛋白marker,蓋上電泳槽蓋,打開電源,推薦使用低壓100V,跑15min,之后換高壓150V跑,通常電泳至藍色染料到達膠的底端處附近即可停止電泳。
6)電泳后取出膠板,用鑷子或小螺絲刀沿左右兩板間的縫隙將兩板別開,掰開兩板,將膠取出,棄去塑料板,此時蛋白會從凝膠上慢慢擴散,因此不要保存在凝膠里,要迅速進行下一步的轉移操作。
4. 轉膜與封閉
1)將膠浸于預冷的轉膜緩沖液中平衡5min。(如果檢測小分子蛋白質,可省略該步驟,因小分子蛋白容易擴散)。
2)依據(jù)膠的大小剪取膜和濾紙6片,放入預冷的轉膜緩沖液中平衡10min,如用PVDF膜,需參照說明書,先用純甲醇浸泡1-2min,再孵育于預冷的轉膜緩沖液中。(膜的選擇:0.45μm孔徑,用于一般蛋白;0.2μm孔徑,用于分子量小于20kD蛋白;0.1μm孔徑,用于分子量小于7kD蛋白。)
3)裝配轉移三明治:海綿/3層濾紙/膠/膜/3層濾紙/海綿,每層放好后,用試管趕盡氣泡。
4)將轉移槽置于冰浴中,放入三明治,膜靠近陽極,膠靠近陰極,加入轉移緩沖液,插上電極,100V,1h(電流約為0.3A)。
5)轉膜結束后,切斷電源,取出膜。
6)將膜浸沒在5mL麗春紅染色液中,置于軌道搖床上室溫染色5~10min或更長,直待膜上顯示出蛋白條帶。注:如果沒有出現(xiàn)染色條帶,則表示轉膜失敗,可能需要重新轉膜或重新上樣電泳。
7)清洗:取出膜,用蒸餾水,PBS或者其他適當溶液沖洗至背景清晰后拍照,大概沖洗2~3次,每次5min。
8)脫色:將膜放到0.1N NaOH溶液漂洗5min;倒去洗脫液,再重復一次。
9)清洗:再用蒸餾水清洗膜2~3次,每次5min。
10)將膜置于25mL封閉緩沖液中,在室溫下孵育1小時。
11)用5mL TBST洗滌三次,每次15min。
5. 抗體孵育與檢測
1)將膜和一抗(按照產品應用推薦稀釋度)置于10mL一抗稀釋緩沖液中在4°C下孵育過夜并不時輕輕晃動。
2)用5mL TBST洗滌三次,每次15min以去除殘留的一抗。
3)將膜和二抗(按照產品應用推薦稀釋度)置于10mL封閉緩沖液中孵育1-2小時并不時輕輕晃動。
4)用5mL TBST洗滌三次,每次15min。
5)zui后一次洗膜的同時,按照ECL超敏試劑盒說明書,新鮮配制發(fā)光工作液。
6)用平頭鑷取出膜,搭在濾紙上瀝干洗液,勿使膜*干燥。將膜*浸入發(fā)光工作液(125μL發(fā)光工作液/cm2膜)中,與發(fā)光工作液充分接觸。室溫孵育3min,準備立即壓片曝光。
7)用鑷子夾起膜,搭在濾紙上瀝干發(fā)光工作液。但勿洗去發(fā)光液。
8)在X光膠片暗盒內表面鋪一張面積大于膜的保鮮膜。將印跡膜貼在保鮮膜上,將保鮮膜折起來*包裹印跡膜,去除氣泡和皺褶,可剪去邊緣部多余的保鮮膜。用濾紙吸去多余的發(fā)光工作液。用膠帶將覆蓋印跡膜的保鮮膜固定在暗盒內,蛋白帶面向上。
9)暗房內壓X光膠片,分別曝光不同的時間,如數(shù)秒到數(shù)分鐘。顯影沖洗。(從剛開始的10s曝光時間中可以看出適當?shù)钠毓鈺r間。由于檢測反應的動力學特征,在孵育后信號立即變得zui強,但在隨后的2小時內會減弱。)
三、常見問題
遇到的問題 | 原因分析 | 推薦解決方法 |
膠片出現(xiàn)反影 | 反應系統(tǒng)中HRP量過多 | 稀釋HRP標記物 |
膠片出現(xiàn)棕色或黃色條帶 | ||
熒光猝滅 | ||
操作時間過長,膜逐漸干掉 | 避免膜干掉 | |
保鮮膜、顯影液或定影液污染 | 養(yǎng)成良好的實驗習慣 | |
反應系統(tǒng)中HRP量過少 | 增加HRP標記物 | |
膠片無條帶顯現(xiàn)或者信號較弱 | 轉膜的效率低 | 提高轉膜效率,用預染Marker判斷。 |
抗原、抗體量少或不匹配 | 增加抗原/抗體量或選擇合適抗原/抗體 | |
X光膠片有問題 | 曝光后X光譜全黑(而非透明色),則表明膠片已*曝光,使用新的X光片 | |
顯影/定影液有問題 | 可預先曝光一張膠片進行判斷,如有問題當換用新的顯影/定影液 | |
反應系統(tǒng)中HRP量過多 | 稀釋HRP標記物 | |
高背景 | 一抗二抗?jié)舛忍?/span> | 降低抗體濃度,延長封閉時間 |
抗體未清洗干凈 | 增加洗膜次數(shù) | |
封閉不* | 優(yōu)化封閉條件 | |
使用錯誤的封閉劑 | 使用其他的封閉劑 | |
過度曝光 | 降低曝光時間 | |
抗體特異性差 | 更換抗體 | |
反應系統(tǒng)中HRP量過多 | 稀釋HRP標記物 | |
條帶有空斑 | 抗原以及二抗的濃度過高 | 稀釋樣品重新跑膠,也可將混合好的顯色液冰浴后,加到膜上即刻快速顯色。 |
帶型不規(guī)則 | 轉膜有氣泡或甲醇(對于PVDF膜)水化不均勻 | 優(yōu)化轉膜條件。 |
膠片出現(xiàn)斑點 | HRP標記物聚集體 | 0.2μm膜過濾HRP標記物 |
非特異性條帶 | 反應系統(tǒng)中HRP量過多 | 稀釋HRP標記物 |
SDS引起蛋白非特異性結合 | 實驗流程中不使用SDS | |
抗體特異性差 | 更換抗體 | |
封閉不足 | 增加封閉時間或使用其他封閉劑 |