Western Blot 實驗,也叫蛋白質免疫印跡實驗,主要用于檢測和分析樣品中的特定蛋白質。該技術涉及將蛋白質樣品通過凝膠電泳分離,然后轉移到膜上,通常使用硝酸纖維素或聚偏氟乙烯膜。轉移后,膜上的蛋白質與特異性抗體結合,這些抗體可以識別目標蛋白。通過使用標記的二抗,可以檢測出與目標蛋白結合的抗體。最后,通過化學發光、熒光或放射性標記等方法來可視化目標蛋白。Western Blot實驗廣泛應用于生物學和醫學研究中,用于蛋白質表達分析、疾病標志物的檢測以及信號傳導途徑的研究。具體實驗細節,請一起閱讀本篇文章,來了解一下Western Blot實驗操作的全流程吧!
1. 蛋白提取:
① 準備工作:收集細胞或研磨組織(對于細胞,可先去除培養液,用預冷的 PBS 清洗;對于組織,可采用液氮研磨或勻漿器處理)。
② 裂解細胞 / 組織:加入適量的裂解液(通常已添加蛋白酶抑制劑,防止蛋白降解),比如每 106 個細胞中加入 100μl 裂解液。裂解液的體積需根據組織總量來決定,要確保蛋白提取物不會過于稀釋,以減少蛋白質損失。將細胞或組織與裂解液充分混合,在低溫(如 4℃)下持續振蕩 15-30 分鐘,期間為使細胞充分裂解,培養瓶要經常來回搖動。
③ 超聲處理或抽打:冰上超聲處理,一般使用 20-30% 功率,超聲 1-2 分鐘,目的是斷裂 DNA,使蛋白更好地釋放;也可以使用 1ml 注射器進行抽打,達到類似效果。
④ 離心:低溫下以最高轉速離心 20 分鐘,上清液即為所需的蛋白樣本,將其收集到新的離心管中備用。
2. 蛋白定量:
① 蛋白標準品稀釋:用蛋白裂解液配制一系列濃度梯度的蛋白標準品。
② 加樣:取 20μl 不同濃度蛋白標準品和 20μl 蛋白樣品(如果樣品顯色過深,需要提前稀釋)加到 96 孔板中,蛋白標準品和每個樣品最好設置三個技術重復。
③ 配制 BCA 工作液并加樣:根據待測孔數量,按 A 液:B 液 = 50:1 配制適量 BCA 工作液,充分混勻后加入 96 孔板中,每孔 200μl。
④ 孵育與檢測:將 96 孔板在 37℃放置 20-30 分鐘(也可以室溫放置 2 小時,或 60℃放置 30 分鐘),反應結束后,用酶標儀測定 96 孔板在 562nm 處的吸光值。
⑤ 計算蛋白濃度:根據標準曲線計算出樣品的蛋白濃度。蛋白濃度測好后,加入 Loading Buffer 變性蛋白,準備上樣跑膠。
3. 制膠:
① 組裝制膠裝置:將玻璃板卡在制膠架上,底部與海綿膠條貼緊,注意提前檢查是否漏液。
② 配制分離膠:按照配方配制所需濃度的分離膠,注意 TEMED 要最后添加,充分混勻后,用移液槍小心地將分離膠溶液灌入組裝好的玻璃板中,槍頭要緊貼玻璃板內壁。
③ 液封分離膠:在分離膠表面輕緩地覆蓋一層 ddH2O,使分離膠表面平整,室溫靜置凝固約 30-60 分鐘(天氣冷時凝膠時間需延長,建議提前配膠)。
④ 處理分離膠:待分離膠充分凝固后,小心傾斜或倒置棄去分離膠上層的 ddH2O,用潔凈的濾紙伸入玻璃板吸走剩余的 ddH2O(注意濾紙不要觸碰到分離膠)。
⑤ 配制濃縮膠:使用濃縮膠配方配制濃縮膠,同樣 TEMED 最后添加,充分混勻。
⑥ 灌制濃縮膠:立即將濃縮膠溶液用移液槍小心地灌入分離膠上層,插入點樣梳,確保凝膠中或梳齒周圍沒有氣泡,讓凝膠在室溫下凝固約 30-60 分鐘。
4. 電泳:
① 安裝凝膠:將準備好的凝膠夾在電泳芯中,放置到電泳槽中,往槽中加入電泳液,如果同時跑兩塊膠,則液面達到下方刻度線,如果跑四塊膠,則液面需要到達上方刻度線,內槽中電泳液需加滿至溢出(若整個電泳槽未加滿,開跑后需注意中間是否會漏液)。
② 上樣:緩慢垂直向上拔出點樣梳,上樣前將上樣孔中的氣泡趕盡(若有),使用特定的凝膠上樣槍頭或 10μl 的槍頭往上樣孔中緩慢加入前期制備好的樣品。
③ 設置電泳條件:蓋上電泳槽,開啟電源進行電泳(注意電極連接正確),濃縮膠的電壓通常為 80V,分離膠的電壓通常為 120V,電泳時間通常為 1 小時左右,但具體參數可根據目標蛋白的分子量進行相應調整。
④ 結束電泳:當染料分子溴酚藍到達凝膠的底部時,關閉電源。此時蛋白會開始緩慢彌散,因此要迅速進行下一步操作。
5. 轉膜:
① 配置轉膜緩沖液:轉膜緩沖液最好配成母液,現配現用。
② 活化 PVDF 膜:PVDF 膜使用前需在甲醇中活化。
③ 切膠與平衡:用 ddH2O 沖洗膠塊后切除濃縮膠和溴酚藍,在轉膜緩沖液中平衡 3-5 分鐘,留下含有目的蛋白的凝膠。
④ 構建 “轉膜三明治”:從負極到正極依次是海綿、濾紙、凝膠、PVDF 膜、濾紙、海綿,注意 PVDF 膜貼合凝膠時,避免產生氣泡。
⑤ 轉膜:常見的轉膜條件是 100V,1-2 小時(電壓和時間可以根據蛋白分子量大小進行調整)。轉膜結束后,可以用麗春紅染色判斷膜上是否有蛋白,這種方法可逆無毒,耗時短。
6. 封閉:
① 配置封閉液:轉膜結束前 30min,以 TBST 為緩沖體系配置封閉液,并利用渦旋儀、搖床等儀器使封閉液充分溶解并混勻。
② 孵育:轉膜結束后,在抗體孵育盒中加入適量封閉液,用鑷子夾住膜,將其wan全浸泡在封閉液中,置于搖床上室溫低速搖動孵育 1-2 小時,也可以 4℃冰箱孵育過夜。
7. 一抗 / 二抗孵育:
① 一抗孵育:根據抗體說明書稀釋一抗,封閉液可作為抗體稀釋液,也可使用 1×TBST 稀釋一抗。將膜浸泡在稀釋好的一抗中,保持適當的搖動使之均勻覆蓋,常見的一抗孵育條件為室溫 1.5-2 小時或 4℃過夜。
② 洗膜:一抗孵育結束后,用洗膜液(如 PBST 或 TBST,后者效果更好)洗去未結合的抗體,建議清洗 30 分鐘,或 10 分鐘 3 次 / 6 分鐘 5 次。
③ 二抗孵育:參考一抗步驟稀釋二抗,將膜浸泡在二抗中,室溫孵育 45 分鐘 - 1 小時。
8. 免疫檢測:
① 洗膜:二抗孵育完畢后,回收二抗,用 TBST 洗膜,洗去未結合的二抗。
② 顯影:將發光液敷在膜上,通過化學發光成像儀曝光,采集圖像并使用 ImageJ 等軟件分析灰度值。
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