Western Blot检测基本过程、结果分析及常见问题


成功完成Western Blot检测,必须满足4个条件:

  1. 凝胶洗脱:转移期间蛋白质必须从凝胶中洗脱出来,如果蛋白质还截留在凝胶中,将无法在膜上进行分析

  2. 吸附到膜上:在转移过程中蛋白质必须吸附到膜上,如果蛋白不吸附,将无法在膜上进行分析

  3. 处理期间仍截留在膜上:在转移后的处理过程中蛋白质必须保持吸附在印迹膜上

  4. 处理过程中可接近:被吸附的蛋白质必须能够与检测试剂接触,如果蛋白质被掩盖则无法检测


成功进行WB检测,则设置合适正确的对照是必不可少的,只要正确设置了这些对照,即可快速和准确的找到WB的问题所在,并保证实验结果的准确性和特异性!一般需要设置的对照如下:

  • 阳性对照:明确表达检测蛋白的组织或细胞,用于检测抗体的工作效率

  • 阴性对照:明确不表达检测蛋白组织或细胞,用于检测抗体的特异性

  • 二抗对照:不加一抗,用于检测二抗的特异性

  • 内参对照:检测标本的质量和二抗系统

  • 空白对照:不加一抗和二抗;用于检测膜的性质和封闭的效果


WB检测基本过程

1、获取细胞或组织裂解物

1)根据检测蛋白的位置选择合适的裂解buffer:

蛋白位置 

推荐buffer

全细胞

NP-40 or RIPA

胞浆(可溶性蛋白)

Tris-HCl

胞浆(骨架结合蛋白)

Tris-Triton

膜蛋白

NP-40 or RIPA

核蛋白

RIPA or 核蛋白提取试剂盒

线粒体蛋白

RIPA or 线粒体分离试剂盒


亦可购买商业化的蛋白提取试剂盒来保证标本制备的质量

2)选择合适的蛋白酶抑制剂,避免蛋白降解,从而保证检测的准确性!

2、蛋白定量

常用的蛋白定量方法:Bradford assay, Lowry assay 或BCAassay。定量后,可根据情况将标本保存在-20°C /-80°C备用,进行免疫沉淀(IP)或者直接进行电泳分离蛋白

3、电泳分离蛋白质

根据待测蛋白状态确定电泳条件:

待测蛋白状态 凝胶条件 上样buffer 电泳buffer
Reduced - Denatured 还原,变性 含β-巯基乙醇或DTT,含SDS 含SDS
Reduced -Native 还原,不变性 含β-巯基乙醇或DTT,不含SDS 不含SDS
Oxidized - Denatured 不还原,变性 不含β-巯基乙醇或DTT,含SDS 含SDS
Oxidized - Native 不还原,不变性 不含β-巯基乙醇或DTT,不含SDS 不含SDS


根据待测蛋白分子量大小确定凝胶浓度

蛋白分子量(kDa)

凝胶浓度(%)

4-40

20

12-45

15

10-70

12.5

15-100

10

25-200

8

4、转膜

根据不同的检测目的和待测蛋白的特性,选择合适的膜类型。常用的转移膜类型有:PVDF膜、硝酸纤维素膜(NC膜)和尼龙膜,其中PVDF和NC膜的使用频率最高。各种膜的技术参数及比较如下:

PVDF膜 NC膜 尼龙膜
灵敏度和分辨率
背景 较高
蛋白结合能力 100-200ug/cm2(适用于SDS存在时与蛋白结合) 80-100ug/cm2 >400ug/cm2
机械强度 干的膜易脆 软而结实
溶剂抗性
使用前是否需要浸润 100%甲醛润湿 缓冲液润湿 缓冲液润湿
适用染色方法 胶体金、丽春红、酰胺黑、印度墨汁、考马斯亮兰 胶体金、丽春红、酰胺黑、印度墨汁 不能用阴离子染料
适用检测方法 显色法、化学发光、荧光、放射性、化学荧光、快速免疫检测 显色法、化学发光、荧光、放射性 显色、化学发光、放射性
适用范围 普通蛋白WB、糖蛋白检测、蛋白质测序、氨基酸分析、重复检测 普通蛋白WB、氨基酸分析、重复检测。0.1um膜适用于7kDa以下蛋白 低浓度小分子蛋白、酸性蛋白、糖蛋白、蛋白多糖、核酸检测常用
价格 较低

5、封闭

去掉膜上多余的非特异性结合位点,降低背景。常用的封闭溶液有:含BSA或者脱脂奶粉的TBST或TBS

6、一抗孵育

一抗的选择成功与否,是整个WB实验成功的关键:选择一抗有以下几个注意点:

  • 选择适合检测标本种属的一抗(说明书有验证)

  • 选择适用于WB实验方法的一抗(说明书有验证)

  • 选择单克隆抗体或者经过亲和纯化的多克隆抗体


一抗的保存和使用:

  • 根据说明书的要求条件进行抗体的保存;一般需要将抗体分装后放入-20度保存,绝对避免反复冻融。

  • 抗体的工作液最好现配现用,在4度保存最好不要超过2周

  • 根据说明书推荐浓度使用TBST稀释一抗。由于实验室条件和检测方法等的差异,说明书推荐的稀释比例只作参考,需要在说明书推荐的浓度周边进行多个浓度梯度的实验检测,然后选择信噪比最好的抗体浓度进行实验。如果说明书没有推荐浓度,可进行多个稀释比例进行摸索最佳稀释度(1:100-1:3000)。

  • 孵育条件:推荐4°C孵育过夜(一般大于18个小时),根据抗体亲和力不同孵育时间有所区别


内参的选择和使用:WB过程监测以及目的蛋白定量的标准!

WB常用内参及其技术参数:

内参名称 分子量大小 适用范围
beta-actin 43kDa 胞浆和全细胞
GAPDH 30-40kDa 胞浆和全细胞
Tubulin 55kDa 胞浆和全细胞
VCDA1/Porin 31kDa 线粒体
COXIV 16kDa 线粒体
TBP 38kDa 细胞核

7、二抗孵育

根据说明书推荐浓度使用TBST稀释一抗。如果说明书没有推荐浓度,可进行多个稀释比例进行摸索最佳稀释度(1:1000-1:20000)。孵育条件一般为室温1-2小时

8、底物孵育

选择显色或者化学发光底物。一般倾向于化学发光,灵敏度高且背景低,节省抗体用量

9、结果分析和检测

凝胶成像系统检测或者暗室曝光到胶片

Note:从封闭开始,每步之间都需要用TBST进行洗涤,3次,每次5min

WB常见问题及技术要点:

WB过程中常见的问题及可能原因分析

问题

可能原因

验证或解决办法

转膜不充分 膜没有完全均匀湿透 使用100% methanol浸透膜
靶蛋白分子量小于10,000 选择小孔径的膜,缩短转移时间
靶蛋白等电点等于或接近转移缓冲液pH值 可尝试使用其他缓冲液如CAPS缓冲液(pH10.5)或使用低pH值缓冲液如乙酸缓冲液
甲醇浓度过高 过高甲醇浓度会导致蛋白质与SDS分离,从而沉淀在凝胶中,同时会使凝胶收缩或变硬,从而抑制高分子量蛋白的转移。降低甲醇浓度或者使用乙醇或异丙醇代替
转移时间不够Thick gel 对于厚的胶以及高分子量蛋白需要延长转移时间
背景高 膜没有完全均匀湿透 使用100% methanol浸透膜
洗膜不充分 增加洗液体积和洗涤次数
阻断不充分 增加封闭液孵育时间,或者提高温度。选择合适的封闭试剂(脱脂奶粉,BSA,酪蛋白等)
二抗浓度过高 降低二抗浓度
检测过程中膜干燥 保证充分的反应液,避免出现干膜现象
曝光过度 缩短曝光时间
抗体与阻断蛋白有交叉反应 检测抗体与阻断蛋白的交叉反应性,选择无交叉反应的封闭剂。洗涤液中加入Tween-20可减少交叉反应
没有阳性条带 抗体染色不充分 增加抗体浓度,延长孵育时间
酶失活 直接将酶和底物进行混合,如果不显色则说明酶失活了。选择在有效期内、有活性的酶联物
标本中不含靶蛋白或靶蛋白含量太低 设置阳性对照,如果阳性对照有结果,但标本没有则可能是标本中不含靶蛋白或靶蛋白含量太低。可考虑增加标本上样量解决靶蛋白含量低的原因。
试剂不匹配 一抗与组织种属,一抗与二抗或/和底物与酶系统之间不匹配。通过设置内参照可以验证二级检测系统的有效性
一抗失效 选择在有效期内抗体;并选择现配现用的工作液
HRP抑制剂 所用溶液和容器中避免含有叠氮化钠
有阳性条带,但条带比较弱 抗体染色不充分 增加抗体浓度,延长孵育时间
酶活性降低 直接将酶和底物进行混合,如果不显色则说明酶失活了。选择在有效期内、有活性的酶联物
标本中靶蛋白含量太低 增加标本上样量。
洗膜过度 缩短洗涤时间
HRP抑制剂 所用溶液和容器中避免含有叠氮化钠
抗体活性降低 选择在有效期内的抗体,工作液现配现用,避免长时间放置
蛋白转移不充分 见上述
封闭过度 减少封闭剂的量或缩短时间;换用不同封闭剂类型
曝光时间过短 延长曝光时间
HRP抑制剂 所用溶液和容器中避免含有叠氮化钠
条带位置(大小)不对;或有非特异性条带 二抗的非特异性结合 增加一个对照:不加一抗,其他操作过程不变,即可验证背景是否由二抗系统来源。选择其他二抗(特异性更强的,只针对重链的)
一抗的特异性不够 使用单克隆或者亲和纯化的抗体,保证抗体的特异性
蛋白降解 使用新鲜制备的标本,并使用蛋白酶抑制剂
二聚体或多聚体存在 增加蛋白质变性过程及强度
抗体浓度过高 降低抗体(一抗、二抗)浓度,可以减少非特异性条带
蛋白上样量过大 降低上样量
背景有斑点 封闭剂中有聚集体 使用前过滤封闭试剂
HRP耦联二抗中有聚集体 过滤二抗试剂,去除聚集体
膜上出现反像(暗背景上白色带) HRP含量过高 降低酶联二抗的浓度

2016-05-12