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蛋白質(zhì)印跡手冊11:影響免疫檢測的因素(上)
【字體: 大 中 小 】 時間:2014年06月23日 來源:默克密理博
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影響免疫檢測的因素有很多,包括緩沖液、封閉、抗體、清洗、檢測底物等等。了解下列章節(jié)中提出的有關(guān)免疫檢測的概念,將有助于優(yōu)化特定樣品的操作。
了解下列章節(jié)中提出的有關(guān)免疫檢測的概念,將有助于優(yōu)化特定樣品的操作。
最常用的兩種緩沖液是磷酸鹽緩沖液(PBS)和Tris緩沖液(TBS)。調(diào)整配方中緩沖液組分的各種改良配方已見諸期刊。緩沖液的關(guān)鍵要求是它應(yīng)有助于保持抗體的生物活性。因此,離子強(qiáng)度和pH值應(yīng)相當(dāng)接近生理狀態(tài)。PBS的配方(磷酸鹽總濃度10 mM)適用于廣泛的抗體和檢測底物。
在孵育過程中,裝有膜的容器應(yīng)輕輕搖動。緩沖液的量應(yīng)足夠,完全覆蓋膜,使其在緩沖液中自由漂浮。如果不止一張印跡放在容器中,緩沖液容量不足會導(dǎo)致印跡膜粘在一起。這將影響孵育溶液的充分接觸,導(dǎo)致各種假象,如背景高、信號弱和靈敏度不均勻等。
要獲得有意義的結(jié)果,必須保證抗體只與感興趣的蛋白質(zhì)結(jié)合,而不與膜結(jié)合。利用惰性蛋白、非離子去污劑,或無蛋白的封閉劑(如Bløk® noise-canceling試劑)來封閉膜上未被占據(jù)的位點(diǎn),可減少抗體的非特異結(jié)合(NSB)。封閉劑與膜的親和力應(yīng)高于抗體。它應(yīng)填滿膜上未被占據(jù)的位點(diǎn),但不會替換膜上的目標(biāo)蛋白。最常用的封閉劑是牛血清白蛋白(BSA,0.2-5.0%)、脫脂牛奶、酪蛋白、明膠、吐溫20去污劑的稀釋液(0.05-0.1%)以及Bløk®試劑。研究表明,吐溫20去污劑對抗原有復(fù)性的作用,從而能夠提高特異抗體對抗原的識別(Van Dam等,1990;Zampieri等,2000)。其他去污劑,如Triton® X-100去污劑、SDS和NP-40,有時也會使用,但可能會太過劇烈而破壞了蛋白之間的相互作用。封閉劑通常溶解在PBS或TBS中。
與封閉相關(guān)的風(fēng)險包括:選擇不適當(dāng)?shù)姆忾]劑或過量封閉會替換或掩蓋目標(biāo)蛋白質(zhì)。因此,封閉劑的正確選擇對成功的免疫檢測很關(guān)鍵。例如,奶粉不能用于生物素化或刀豆蛋白標(biāo)記的抗體,因為牛奶中含有糖蛋白和生物素。在用磷酸化特異性抗體對磷酸化蛋白進(jìn)行檢測分析時,如果采用粗蛋白制劑作為封閉劑,由于這些制劑中可能含有磷酸酶,而印跡上的磷酸化蛋白會被這些酶去磷酸化,就有可能會影響分析結(jié)果。研究表明,在封閉液中添加磷酸酶抑制劑可增強(qiáng)磷酸化特異性抗體的信號(Sharma和Carew,2002)。此外,適用于一種抗原-抗體組合的封閉劑可能不適用于其他組合。
封閉劑和檢測試劑之間的兼容性可通過操作1.5(第41頁)中介紹的斑點(diǎn)印跡方法來確定。封閉液被點(diǎn)樣在空白的PVDF膜上,而膜已在甲醇中浸潤,并在TBS中平衡。隨后在印跡上添加檢測試劑,孵育5分鐘,并曝光在X射線膠片上。暗斑的出現(xiàn)則表明封閉劑與檢測試劑不兼容(圖19,第42頁)。必須記住,與Immobilon®-P轉(zhuǎn)印膜相比,Immobilon®-PSQ轉(zhuǎn)印膜的表面積更高,孔徑更小,可結(jié)合更多的蛋白質(zhì)。如果在標(biāo)準(zhǔn)的Western印跡操作中用Immobilon®-P轉(zhuǎn)印膜來替代Immobilon®-PSQ轉(zhuǎn)印膜,那么封閉液可能不足以飽和膜表面。可能需要更多的清洗步驟來降低背景。利用斑點(diǎn)印跡方法,可方便地優(yōu)化封閉(第40頁)。
在封閉之后,印跡與一個或多個抗體孵育。第一個抗體與目標(biāo)蛋白結(jié)合,而第二個抗體與第一個結(jié)合。第二個抗體結(jié)合有酶或染料,可用來指示蛋白的位置。
盡管一抗能直接標(biāo)記,但使用二抗有明顯的優(yōu)勢。首先,不止一個二抗分子能夠與單個一抗分子結(jié)合,形成信號擴(kuò)增。其次,標(biāo)記的二抗(酶-抗體結(jié)合物)可用于大量不同特異性的一抗,從而不再需要標(biāo)記多個一抗。
多克隆或單克隆的一抗都可使用。多克隆抗體通常是以抗血清或親和純化的抗體形式提供的。單克隆抗體是在腹水或組織培養(yǎng)液中表達(dá)的,可直接使用或進(jìn)行親和純化。一定要記住,變性蛋白可能無法被天然抗原培育出的抗體所識別。在某些情況下,可能需要非變性凝膠來進(jìn)行印跡?贵w以緩沖液和封閉液稀釋,以避免與膜的非特異結(jié)合?贵w稀釋液通常也包含痕量的吐溫20或另一種去污劑,以防止抗體的非特異聚集。許多發(fā)表的化學(xué)發(fā)光操作需要在封閉液和抗體稀釋液中添加0.1%(v/v)吐溫20。我們必須認(rèn)識到,高于0.05%(v/v)的濃度有可能從膜上洗掉一些印跡的蛋白質(zhì)。
提高吐溫20去污劑的濃度通常會降低背景。一種更簡單且更經(jīng)濟(jì)的策略是降低抗體的濃度,特別是二抗(詳見圖12)?贵w必須特異針對目的蛋白,不能與封閉液中的組分交叉反應(yīng),且應(yīng)該是相對純凈的。其他蛋白質(zhì)或聚集物形式的雜質(zhì)會導(dǎo)致非特異性結(jié)合和背景增高。
免疫檢測是一種極其靈敏的方法。為了實(shí)現(xiàn)高的信噪比和最高的靈敏度,一抗和二抗的濃度應(yīng)針對每種情況來優(yōu)化。一般來說,高倍稀釋一抗或降低凝膠上的蛋白上樣量可減少非特異信號。高倍稀釋酶標(biāo)記的二抗可最大限度降低整體的高背景。

一抗和二抗的最佳濃度也取決于檢測試劑的靈敏度。高靈敏度的試劑(檢測到飛克級)與低靈敏度的試劑(檢測到皮克級)相比,抗體用量可減少20倍。抗體濃度的優(yōu)化取決于檢測底物的例子如圖13所示。在使用最靈敏的檢測試劑(Luminata™ Forte試劑)時,過量的抗體導(dǎo)致高的非特異性和整體背景增高(左上)。在這種情況下,將一抗稀釋度從1:1,000提高到1:10,000,改善了信噪比。在使用沒那么靈敏的檢測試劑(中間和最下面一行)時,抗體需要更為濃縮,以產(chǎn)生相同的信號。

圖12. 二抗稀釋度的優(yōu)化,利用Immobilon® Western化學(xué)發(fā)光HRP底物對ERK1進(jìn)行免疫檢測。大鼠肝臟裂解液的兩倍稀釋物被上樣到每塊凝膠上。電轉(zhuǎn)后的蛋白質(zhì)與兔抗ERK1抗體(1:1,000稀釋)以及HRP結(jié)合的山羊抗兔IgG(1:5,000、1:20,000和1:100,000稀釋,從左到右)雜交。

圖13. 檢測試劑越靈敏,需要的抗體越少。包含指定量A431裂解液的免疫印跡與不同濃度的GAPDH抗體(貨號 MAB374)雜交,如最上面一行,再與適當(dāng)?shù)亩闺s交。利用指定的Luminata™ HRP底物觀察條帶,并在X射線膠片上曝光5分鐘。在這三種檢測試劑中,Luminata™ Forte試劑最靈敏,Luminata™ Cresendo次之,最后是Luminata™ Classico試劑。
使用靈敏度較高的HRP底物,有三方面的優(yōu)點(diǎn):
1. 結(jié)果更佳:它產(chǎn)生更強(qiáng)的條帶,帶來更為定量的印跡(比較Luminata™ Cresendo和Forte底物在1:10,000稀釋度下條帶強(qiáng)度的增加)
2. 更快速:清洗印跡和添加新底物只需要10分鐘,而重復(fù)抗體孵育需要2.5小時。
3. 更便宜:HRP底物比抗體要便宜得多。
清洗印跡,從膜上去除未結(jié)合的抗體,它們可能導(dǎo)致高背景和檢測不佳。通常使用吐溫20的PBS或TBS稀釋液(0.05% v/v),特別是當(dāng)抗體制劑是粗制的,或高濃度使用時。如前所述,濃縮的去污劑溶液可能導(dǎo)致感興趣的蛋白質(zhì)從膜上洗脫。對于高度純化的抗體,往往只使用緩沖液進(jìn)行清洗。
所需的清洗次數(shù)最好根據(jù)實(shí)驗來確定。清洗太少會產(chǎn)生過多的背景,而清洗過度有可能洗脫抗體并降低信號。建議至少清洗三次,每次5分鐘。
在TBS清洗液中添加最多0.5 M NaCl和0.2% SDS,并將清洗時間延長至2小時,可降低頑固的背景。
(實(shí)際內(nèi)容以《蛋白質(zhì)印跡手冊》印刷版為準(zhǔn),如有錯漏,敬請諒解)