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WB的转膜和染色

 永隆统 2019-06-03

目录

  • 凝胶中蛋白的可视化

  • 转膜

  • 丽春红染膜

  • 膜的封闭

  • 一抗孵育

  • 二抗孵育

  • 显影

​​凝胶中蛋白的可视化

在现阶段染胶可用于确定蛋白的迁移是否均匀一致。如果您计划将蛋白转印到膜上,则使用铜染色法,因为考马斯染色不可逆。考马斯染色仅适用于以下情形:在转膜后染胶检查转膜效率;不需要转膜,只需观察 SDS-PAGE 结果。 

考马斯染色

切断电源后,分离的蛋白条带就会开始扩散(溶于水溶液)。为了防止蛋白的扩散,用 40% 蒸馏水、10% 醋酸、50% 甲醇的溶液处理凝胶,就会使大多蛋白沉淀(变得不可溶)。 

为了让固定的蛋白可视化,在相同比例的水/醋酸/甲醇混合物中加入质量比 0.25% 的考马斯亮蓝 R-250,然后将凝胶放置溶液中,在振荡器上室温孵育 4 小时至过夜。接下来将凝胶(保存染料;可重复多次使用)转移到 67.5% 蒸馏水、7.5% 醋酸、25% 甲醇的混合溶液中,放置在振荡器上,洗去多余的染料。 

染料不会结合丙烯酰胺,因此会被洗脱(留下干净的凝胶)。但是,染料会与凝胶中的蛋白紧密结合,显示为深蓝色。 

铜染色法

用蒸馏水简单冲洗经新鲜凝胶(最多 30 分钟),然后转移至 0.3 M CuCl2 溶液染色 515 分钟。接下来用去离子水简单清洗凝胶,在暗视野背景下观察。蛋白在半透明蓝色背景下形成清晰条带。凝胶可以用 0.10.25 M Tris/0.25 M EDTA pH 8.0 重复冲洗至完全脱色。根据转膜仪器制造商的说明,进行转膜。



​转膜

转膜流程的详细说明可在转膜仪器制造商的网站上找到,根据系统的不同而有所区别。但是,每种方法的原理都一样。带电荷的蛋白(SDS 提供)在电场中可以在凝胶中移动,从凝胶转移到膜上,显示蛋白的“印迹”。早期的方法依赖于扩散;现在在电场中进行印迹是标准方法了。

转膜可以湿转或半干转。湿转由于膜的干燥而更不容易失败,尤其推荐用于大蛋白转膜。在两种转膜方法中,膜都放置在凝胶旁边,两者夹在滤纸中间,整个三明治结构夹在固体载体之间,保持凝胶与膜之间的紧密接触。

在湿转中,凝胶和膜紧紧地夹在海绵和滤纸之间(海绵 > 滤纸 > 凝胶 > > 滤纸 > 海绵),确保凝胶与膜之间不形成气泡。三明治结构浸泡在转膜缓冲液中,对其施加电场。负电荷蛋白向正极移动,结合在膜上,并阻止其继续移动。

湿转的标准缓冲液与跑胶缓冲液所用的都是 1x Tris-甘氨酸缓冲液,但是没有 SDS,并加入了甲醇至终浓度 20%。对于分子量大于 100 kDa 的蛋白,推荐在转膜缓冲液中加入终浓度为 0.1% SDS

在半干法转膜中,三明治由滤纸凝胶滤纸组成,在转膜缓冲液中浸湿,直接放置在正负电极之间。在转膜中,膜靠近正极、凝胶靠近负极,这很重要。 

半干转的转膜缓冲液中 Tris 和甘氨酸的比例不一定与湿转一致,请参考仪器制造商的实验方案。标准配方是 48 mM Tris39 mM 甘氨酸、0.04% SDS20% 甲醇。

有两种类型的膜:硝酸纤维素膜(NC膜)和 PVDF膜,实验效果都很不错。PVDF 膜要求进行预处理:将膜裁剪为合适的大小,然后在甲醇中浸泡 12 分钟。之后转移膜至冰冷的转膜缓冲液中孵育 5 分钟。未能在转膜缓冲液中平衡的膜会导致转印时皱缩、条带错位。

小分子和大分子蛋白的转膜

转膜缓冲液中 SDS 和甲醇的平衡、蛋白的大小、胶的浓度会影响转膜效率。如下调整可以增加转膜效率:

大分子蛋白 (>100 kD)

对于大分子蛋白,其在凝胶电泳时分离迁移较慢,从凝胶中转膜也很慢。因此跑胶时应该使用低浓度的凝胶,8%或更低。由于低浓度的胶易碎,所以操作时需十分小心。 

  • 大分子蛋白易在凝胶里形成沉淀聚集,阻碍转膜。在转膜缓冲液加入终浓度0.1%的SDS,可以避免出现这种情况。由于甲醇易使SDS从蛋白上脱落,因此降低甲醇的浓度至10%或更低,可以防止蛋白沉淀。
  • 降低转膜缓冲液中甲醇的比例也会促使凝胶的肿胀,让大分子蛋白更容易转膜。
  • 只有使用NC膜时才必需使用甲醇。如果是 PVDF膜,在甲醇激活膜后,转膜缓冲液中可以不加入甲醇。
  • 选择湿转 4°C 过夜,不建议选择半干转。​

小分子蛋白 (<100 kD)

​​

  • SDS 妨碍蛋白与膜的结合,对于小分子蛋白更是如此。因此小分子蛋白的转膜,转膜缓冲液中可以不加 SDS。

  • 保持甲醇的浓度20%。

对于500 kD 的蛋白,请参考下列文献的凝胶和缓冲液系统:

Bolt MW and Mahoney PA (1997).High-efficiency blotting of proteins of diverse sizes following sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis.Anal Biochem​, 247, 185–92.

更多转膜提示:

  • 使用镊子,避免手指接触膜。手指上的油和蛋白会阻碍转膜,形成脏的印迹。
  • 将凝胶和膜夹在滤纸中间后,两者之间的气泡可以通过滚筒、移液管或者 15 mL 管滚压三明治结构来去除,或者在装有转膜缓冲液的盘中组装三明治结构,防止气泡形成。 
  • 确保将滤纸和膜的大小剪裁得与凝胶一致。在半干转中,较大的突出会阻止电流通过膜。
  • 鸡来源的抗体会结合在 PVDF膜上,形成高背景。改用NC膜可以帮助降低背景染色。


丽春红染色使膜上蛋白可视化

要确定转膜的成功,用 TBST 洗膜。将丽春红母液按照 1:100 稀释。母液是 2% 的丽春红 S 加入 30% 的三氯乙酸和 30% 的磺基水杨酸制成。

在丽春红染色液中孵育 5 分钟,然后用大量水冲洗直至水清澈、蛋白条带显现。该膜可以用 TBST 或水重复冲洗至完全脱色。对于 PVDF 膜,用甲醇重新激活后,再用 TBST 清洗。

TBS 10x

1 L 溶液;
24.23 g Trizma HCl
80.06 g NaCl 

800 mL 蒸馏水中溶解
HCl pH 调至 7.6
将体积加至 1 L

TBST

1 L 溶液;
100 mL TBS 10x
900 mL 蒸馏水
1 mL Tween 20 

Tween 20 很粘稠,会粘在枪头上。请确保在 Tris 缓冲液中加入正确的剂量。使用10% 的溶液比直接加入未稀释的 Tween 20 更容易操作。 



膜的封闭

封闭膜可以阻碍一抗和/或二抗非特异性的结合到膜上(膜对蛋白有很高的结合能力,因此对抗体也有很高的结合能力)。

通常使用两种封闭溶液:脱脂牛奶或 BSA (Cohn fraction V)。牛奶相对便宜,但是不推荐用于磷酸化蛋白的研究;牛奶中包含的酪蛋白是一种磷酸化蛋白,可能会导致抗体的非特异性结合,形成高背景。

有些抗体对 BSA 封闭的膜比牛奶封闭的膜信号更强,原因还不清楚。查看数据表中的应用说明,看其中是否有封闭的具体说明。

配置 5% 的牛奶或BSA 溶液,即在每 100 mL TBS Tween 20 (TBST) 的缓冲液中加入 5 g 牛奶或 BSA。充分混合并过滤。不过滤可能会导致斑点,在显影时影响条带。

在摇床上 4°C 孵育 1 小时。孵育后用 TBST 冲洗 5 秒。



一抗孵育

孵育缓冲液

以建议稀释度在 TBST 中稀释抗体。如果数据表没有标明建议稀释度,设计稀释梯度 (1:1001:3000),并根据结果进行优化。抗体过量会导致非特异性条带。

某些实验室习惯使用封闭缓冲液,而另一些实验室则使用不含封闭剂的 TBST 来孵育抗体。您可能会发现抗体缓冲液加或不加封闭剂,不同的抗体,结果也不尽相同,。

如果没有高背景问题,用低浓度(0.50.25%)甚至完全不加牛奶或 BSA,有些抗体会产生更强的信号。

孵育时间

时间可能从几小时到过夜不等(不超过 18 小时),取决于抗体对蛋白的亲和力和蛋白丰度。我们建议抗体更高的稀释度、更长的孵育时间,确保特异性结合。 

孵育温度

最好低温孵育。如果在封闭缓冲液中孵育过夜,必须在 4°C 孵育,否则会出现污染从而破坏蛋白(尤其是磷酸化基团)。

建议在摇床上孵育,充分均匀覆盖膜,防止结合的不均匀。



二抗孵育

TBST 清洗膜数次,每次清洗 5 分钟或更长,去除残余一抗。

孵育缓冲液与稀释度

以建议的稀释度在 TBST 中稀释抗体。如果数据表没有推荐的稀释度,设计稀释梯度 (1:1,0001:2,0000),并根据结果进行优化。抗体过量会导致非特异条带。您可以在封闭缓冲液中孵育二抗,但是在降低背景时可能会牺牲特异性信号的强度,这可能是因为封闭蛋白会阻碍抗体目标蛋白的结合。

孵育时间和温度

摇床上室温孵育 12 小时。

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