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用常溫或者高溫預熱過(預熱更有利于阻止蛋白水解或者磷酸酶去磷酸化,但容易遺忘,LB久煮某些性質會改變)的1*SDSLB(或者略高1.5*)直接加到細胞或者組織上并煮樣。通常6孔板細胞80%以上密度,需200ul,其他按平板面積比類推。通常條件下,SDSLB都是過量的(因此不一定要嚴格參考SDS LB稀釋比);如果SDSLB不夠,樣品核酸、蛋白濃度過高時,煮樣后會發現tip吸不上來,非常粘、一砣一砣的,很容易堵住tip。這時候常規做法有兩種,1.再煮5min。常規煮樣時間3-5min,樣品過濃時就煮10min;2.如果10min煮樣后,仍然吸不起來,才適當增加SDSLB,繼續煮;也可以對樣品進行超聲。煮樣時間若過長,蛋白會凝固,此時以失去繼續WB的意義,請丟棄(判斷標準:出現明顯的蛋白沉淀和水分層)
此方法的缺點,SDS LB煮過的樣品如果用來做IP,需要特殊方法,因此,這種制備方法制備的樣品有使用局限。
非變性裂解法(不討論諸如核抽提、亞細胞器分離等等了,其實類似)
裂解細胞請盡量冰上操作,減緩酶解作用。
俺前boss nature文章上的裂解液配方是:20mM Tris/HCl, pH7.6, 100mM NaCl, 20mM KCl,1.5mM MgCl2, 0.5% NP-40 and protease inhibitors (20μg/ml leupeptin,10μg/ml pepstatin A and 10 μg/mlaprotinin)(此裂解液可用于抽提核蛋白),其中蛋白酶抑制劑很復雜也很貴,其實用0.5mMPMSF替代這三種就好了;如果還要做磷酸化蛋白,加1mM Na3VO4(現加現用),10 mM NaF, 1 mM Na3VO4, 50 mMbeta-GP。
此方法的優點:NaCl濃度略低于生理狀態,保證裂解細胞的方式較為溫和,便于隨后的IP等試驗。其他Na鹽濃度的細胞裂解液也很常見,諸如0.15M(生理鹽濃度)、0.3M、0.6M(高鹽系列,裂解細胞時染色體會析出,細胞碎片和沉淀非常粘稠)及0.8-1.2M;0.3M及以下適合IP試驗,0.6M及以上適合純化蛋白,尤其相互作用較強的復合體,要得到純化的一些復合體的組成蛋白一般采用的高鹽裂解細胞。
用于核蛋白的裂解的原因是0.5% NP-40,用于破壞核膜結構;可用到1%,但此時染色體會析出,沉淀粘稠。
組織塊裂解:
組織塊較大用勻漿的方法zui合適,現在有不少轉頭很小的勻漿器。
當組織超微量的時候,比如50mg新鮮癌組織,我采用的方法是
1. 低溫(剪)攪碎,成肉糜狀。
2. 錫箔紙包裹好,放入少量液氮,快速敲擊(控制力量,盡量避免弄破錫箔紙),進一步破碎;反復多次。
3. 用上述細胞裂解液回收。
分泌型蛋白富集:
用無血清培養基培養細胞,收集上清液用于WB檢測;如果含量過低,需要用TCA沉淀富集。
理論上,從普通培養基中收集分泌蛋白,此時對細胞生長條件的影響zui小,是*的實驗條件;但是這存在隱憂。因為含血清的培養基中含有非常豐富的BSA(牛血清白蛋白)之類的蛋白質,除非你進一步分離純化,否則直接用這種樣品去WB會有非常大的麻煩,尤其當你的蛋白在60-46kDa之間的時候;用“任何”抗體去檢測這一區間的蛋白,會有一片非常強的信號。因為此區間蛋白(主要是BSA)濃度過于富集,會非特異性粘附“任意”抗體,從而zui終被識別。同理,采用SDS LB裂解細胞制備樣品前,通常要用PBS洗滌,其目的之一是去除培養基中的BSA。
采用無血清培養基收集細胞上清除了改變細胞的生理狀態外(可能激活未知信號途徑,諸如AKT等),還會出現的問題是:
1. 即使采用了無血清收集上清,仍然有大量雜蛋白,但相對好很多。
2. 選用了上清,由于蛋白濃度太稀,通常要采用TCA沉淀富集,再重新溶解。
a. TCA沉淀對半定量操作要求非常高,因為很容易沉淀不充分或者離心操作丟失,尤其在離心過程,離心管的擺放非常講究,要180度翻轉離心兩次。
b。重新溶解時,由于蛋白需要在一定的鹽離子條件下才能重新溶解,你要摸索充分溶解的條件,相對麻煩。
實際上,如果你不是非常強調蛋白的分泌有什么生理功能,一般不建議檢測上清,尤其半定量的WB實驗檢測不同樣品間的差異。這里面有實驗操作細節的麻煩——經驗之談,我曾經參與的cancer cell文章所研究的蛋白就是分泌型蛋白,但90%的數據是celllysis;偶爾用到上清,也只是作為富集純化該蛋白的原料,為進一步分析做準備。
樣品制備完,應立即低溫保存(-20度短期(幾天);-80度長期;例外,IP用樣品應直接進行IP,避免凍融破壞蛋白質間弱的相互作用)。SDSLB煮沸過的樣品凍融會存在另一個問題,SDS沉淀;SDS 4度就會沉淀,何況-80度。上樣前應加熱充分溶解,否則從加樣口向下拖帶(SDSLB不夠,樣品未充分溶解也會出現類似拖尾;上樣過大也會)。
在樣品制備過程中,另一個需要注意的問題是,從樣品制備的起始階段就要注意定量問題;WB本身系統誤差有20%,太細微的差別經常忽略不計。細胞樣品可以先計數再接種,短時間內即使細胞生長有差異也不會對WB結果影響太多。組織樣品,從腫瘤組織的大小(稱重)開始,裂解液的體積都是定量的,操作過程也盡量避免蛋白損失。有人會說可以電泳前蛋白定量,我將下一節討論蛋白定量的不科學性,以及裂解液成分對定量的干擾。
蛋白電泳:
電泳膠的制備、配方、緩沖液配方,請參考分子克隆。經驗之談,8%膠zui底邊約36KDa,10%zui底邊約25KDa,12%zui底部約12KDa。8%膠可以跑300KDa-36KDa之間的任意蛋白,轉膜效率對WB結果的的影響都問題不大。12%,180KDa左右,轉膜效率對WB結果的影響都問題不大(300KDa蛋白如何,沒有嘗試過)。
電泳一般采用恒流,45mA-55mA(應根據電泳儀器適當調整,要注意儀器zui高限壓;此條件適合gibco modelV16型,膠寬20cm)。采用恒流的優點,保證zui快速度完成電泳(電壓會逐漸增大),省時且減少擴散;但是由于電泳速度過快時會發熱而溶膠,所以你必須想辦法散熱。散熱不好,條帶出現波浪狀。
注意事項:
1.聚丙烯酰胺的30%母液會降解,要4度避光保存。
2.APS會失效,10%APS一般保質期才一個月左右。-20度分裝長期保存。
3.注意Tris buff的PH值,以及平時所用的水的PH值。PH值改變會使帶型非常怪異,所有蛋白和溴酚藍壓成一條細線(即便在分離膠中),如果溴酚藍前有紅色染料,那么此染料彗星式拖尾從溴酚藍一直延伸到膠底部(溴酚藍此時涌動極緩慢,位于膠中上部)
4.上下層式電泳裝置若漏液,哪邊漏液,電泳條帶往哪邊傾斜。內外式電泳裝置漏液,則裝置處于短路狀態,液體會過熱。SDS-PAGE膠可能局部自溶,條帶扭曲、變形。
5.配膠用玻璃板和邊條應及時洗凈。玻板未洗凈的壞處很多。盡管玻璃看似平滑,但是一些細微的凹陷處會凝結肉眼無法分辨的膠顆粒(摸上去疙疙瘩瘩),其壞處是,在該部位極易導致不均勻的膠塊,樣品經過該處或電泳散熱不好,條帶變形。如果是RNA的超薄膠,膠板的顆粒會導致局部巨大氣泡,非常難于清除;蛋白膠也會導致一些小氣泡的產生。玻板沒洗凈的另一個壞處是,由中學物理知識可知,玻璃表面越光滑粘附越牢,未洗凈的玻板會削弱和膠體間的粘附力,拔梳子或邊條時會產生微小的錯動,膠體下部出現大量氣泡(夾在玻板和膠之間,這個關系不大);嚴重的錯動會使上樣時,樣品從膠和玻璃之間的間隙漏光,或者甚至膠和玻板分開。為避免拔梳子時的錯動,可在電泳緩沖液中拔梳子(比水更好,有SDS潤滑)。
判斷玻板是否洗干凈,用手摸一下有沒有疙疙瘩瘩的;用洗潔精之類,洗衣粉、肥皂都不好用。
6.上樣時,不要把tip深入膠孔過深(或者采用細的拉長的上樣槍頭),可能會錯開膠和玻板,樣品會泄露。
7.未加樣的孔應添加高濃度SDS LB平衡,否則zui外側條帶會拉寬變形。通常20ul樣品(含5ul 4*SDS LB),可用8-8.5ul4*SDSLB平衡。同理,點marker的lane也要加入同樣體積的LB。LB若在室溫放置太久和新鮮的在比重上會有差異,在新舊LB靠近的地方,條帶會拉寬或擠壓變形。因此,同一塊膠上,煮樣及填空白所用LB應一致。LB應-20度保存。
8.增加上樣量不一定會提高熒光信號強度。增加上樣量的后果通常只能是讓你的內參粘連,所有的蛋白條帶都扭曲變形。因為增加上樣量zui多只能提高幾倍,而WB靈敏度是以10的幾次冪量級的,所有目的蛋白信號的*方案就是IP富集(可特異提高目的蛋白濃度數百數千倍,并去除其它雜蛋白干擾)。增加上樣量的另一個壞處是,本來高表達的蛋白,諸如內參,在同樣WB條件下,可能出現熒光灼燒式粹滅(一晃而滅)或者條帶中空。
仍以6孔板80%以上匯合度為例,細胞裂解液和SDSLB通常都是投入200ul(zui少80ul,這樣面積的培養板如果裂解液投入太少,回收時的損失就太大,上樣就很難做到一致),而這種濃度條件下制備的樣品,電泳時上樣量要控制在5-6ul,zui少2.5ul,zui多10ul,10ul時內參基本已經開始粘連成一條線,帶型出現波浪紋;當然并非不可以多上樣,再多對WB結果影響不大(沒有的仍然沒有),且條帶都很丑。
9.不同樣品上樣時,可考慮將樣品體積調成一致或類似。如果一組IP樣品和一組細胞裂解液樣品,前者通常洗脫體積為15ul,剛好+5ul 4*SDSLB達到常規20ul上樣體積;后者第8點提到只上5ul,同樣+5ul SDS LB(比重同,不會互相擠壓),補加10ulDDW使總體積一致。通常這樣不同條件獲得的樣品,中間用“空白”泳道隔開(空白僅指無蛋白,仍應加入8-8.5ul 4*SDSLB),這樣才能確保每條帶都很美觀。
10. SDSPAGE膠配好暫時不用時,需用電泳緩沖液灌滿空間(拔去梳子和底邊邊條后的間隙),用保鮮膜包裹防止液體蒸發,短期室溫或稍長期4度保存。個人習慣為,灌好分離膠用飽和的正丁醇灌滿上層,保鮮膜包裹,次日再灌堆積膠。兩種方案都可以。所以如果預計次日工作量較大,可以提前灌好SDS PAGE。
樣品是否一定需要定量再上樣?——不是的,這是浪費時間的一個操作。
我們首先來討論一下蛋白定量的科學性。
蛋白定量首先需要一個參照系(標準蛋白),參照蛋白通常選擇BSA,也就是說你所謂的定量是對應于BSA的濃度的一個參照值。這里面存在一個問題,即忽略了蛋白折疊和空間構象對光吸收、折射的影響;不同的蛋白折疊和構象還會影響顏料分子的嵌入。因此你其實默認將所有的蛋白等同于BSA在溶液中的折疊狀態、光吸收情況下,然后做出的一個相對判斷,這就存在一個“系統誤差”——還不算上測量誤差等等,就已經很不準確了。
其次,裂解組織或細胞的時候,那些裂解液中,某些溶劑本身會使CoomassieG250或者Bradford法(實際也是Coomassie染色)顯色,尤其是去污劑之類;例如NP40,就會使Coomassie顯藍色,可以*覆蓋掉蛋白與Coomassie作用產生的藍色。因此,如果你的裂解液里面含有這類物質,所謂的蛋白定量實際是NP40顏色和蛋白染色的疊加,根本不會符合標準蛋白曲線的線性規律,自然定不準。【需要說明:我目前只知道NP40會這樣,因為我們從來不去定量,沒有做過更深入的研究。】
實際上保證你的內參一致,是從樣品制備開始的,上節末尾有提到,不贅述。如果你從制備樣品時就注意過定量問題,實際上通常內參差別不會太大。如果真的有差別,通常我們會先跑少量的樣品,目的是讓Actin或tubulin更清晰、不會粘連、不會過曝光。從而在第二輪跑正式結果前,根據*輪的內參的熒光信號做微調,大致能做到相當;zui多可能需要第三輪。以上的試驗可以到0.1ul差異(我很多體外生化試驗之前的調整酶量就是這樣進行,此時根本不可能有足夠的蛋白讓你去定量)。當然憑曝光強弱調整上樣量的前提是,你的WB技術很穩定,很可靠,這是需要相當多的經驗積累,如果你一時掌握不了,可以讓經驗更豐富的師兄師姐或者導師幫忙。
順便提到,有人問過用Quantity One等定量軟件對光密度定量后計算差別從而調整上樣體積是否可以?——不可以。因為WB結果經過多重放大,計量只代表相對于對照組的相對比值,與實際比值還是有誤差,所以按計算值更改上樣量仍會出現偏差。
如果非要做定量的話,要注意你的裂解液配方,把每種溶劑都先加入到顯色液中嘗試一下,避免那些本身會顯色的物質出現在你的裂解液中;當然,某些物質的去除可能影響對組織蛋白的提取。所以這是一個兩難的問題。
轉印——轉印效率對WB結果的影響并不如書本和網絡上宣揚的那么大!
首先必須澄清的是,很多時候新手會把WB結果無信號歸咎于轉膜不夠充分,實際上轉膜效率對zui終結果的影響所占比重并不高,真正取決定性因素的是抗體識別能力的強弱,以及如何正確使用抗體,這個問題下節討論。
有一個簡單的例證,Biorad提供的3mm厚濾紙初次使用時,通常轉膜效果不理想(從預染的marker深淺可知),但對多數一般豐度的蛋白的檢測沒有任何影響(建議少用這種新濾紙做那種含量特別或者轉膜非常困難的蛋白)。沒有很好的策略可以解決這個新濾紙的問題;嘗試過浸泡(會泡爛的)、預電泳(會稍微好點)等等,效果均不理想。通常,zui初一兩次的使用就是用于轉一般蛋白。每次用完后清水稍微沖洗一下表面鹽分(要控制水流;水流太大,紙張會爛掉的),晾干再用;只要沒沖爛可以一直反復使用。
其次,盡管轉膜效率不起決定性作用,但由于WB的流程相對較長,所以每個步驟的疊加作用會被級數放大,因此在試驗的每個步驟我們仍會力求更好,因此以下仍會深入探討如何提高轉膜效率。
針對提高轉膜的效率,個人認為zui先應該考慮到的是儀器的選用。
這里不是歧視“made inChina”,國內的廠家很少注重不斷提高自己產品的品質,走低端策略,對于電泳儀這種技術含量不高的儀器倒可以湊合;但說到轉膜儀,能把一個簡單的勻場電極做好的還真不多(就我道聽途說的,國外廠家為了使電極之間場強更加均勻,那種大塊金屬板表面是鍍過極薄的白金層);因此轉膜效率和均勻方面孰優孰劣不言而喻。目前,個人使用過的國產電轉槽(濕轉)唯Tanon仿Biorad的還可以(算替它們免費打個廣告吧,Tanon仿bioradmini3型電泳儀,在某些方面(主要是操作)上還優于Biorad原裝;目前我認為“中國制造”的靈魂就是仿造并超越前者);半干轉儀一律進口,用過Biorad、amersham和英國公司的scie-plas。
PS:批評一下Biorad。Biorad的半干轉儀,其硬質塑料外殼會莫名其妙的碎裂(絕非摔裂、磕碰,因為底面一般放在桌上后除定期需要清洗去除殘留鹽漬,基本不會移動;即便如此它自然就會碎裂),以致于其核心組件未壞的情況下,因外殼碎裂不得不報廢該儀器(其外殼里包裹電源線,外殼碎裂,電源則無法接通,導致儀器報廢——我們先后買過3臺都是這樣的毛病,其間間隔了3年,不能肯定近來Biorad有沒有改進這個問題;如果沒有,我想市場遲早會被其他公司所取代)
對這三款產品,Biorad的外殼有明顯的質量缺陷,容易過早報廢;amersham*的蜂窩式設計確實對轉膜效率有所提高,但蜂窩式使得與“三明治”的接觸面減少,電轉時散熱不太好,做大蛋白(半干轉儀也可以做大蛋白轉膜,效率確實不如濕轉,但抗體好、蛋白豐度一般時仍可采用)長時程(3hrs)轉膜需要在4度冰柜或cold room進行;英國的產品,價格較高,公司不太出名國內不一定有代理,但質量和散熱都非常好。
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