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1、WB 试验每步原理和技术及试剂的分析WB 蛋白印迹在生物化学这一块是常规实验，就像有人说炒菜中境界最高也最难的是蛋 炒饭一样，实验中常规实验也是很考验技能的，除了潜心研究原理、认真揣摩技巧以外，对 于新实验试剂的信息把握，勇于尝试新方法也是非常之重要的各大厂家都在不断开发更 方便更灵敏的新产品，“idea是生产力”嘛，因此生物通这里介绍一些能把我们从日常操作中 解脱出来，获得“升级版”效果 WB 产品。讲完了 Western Blotting 的电泳转移仪器，蛋白分子量标准和转移膜之后，我们最后来 探讨一下WB的检测系统。一般的WB检测过程中，都会有封闭、一抗、二抗和底物显色 这四道工序要“加
2、工”。我个人觉得底物显色这最后一步是最关键的，也是最有文章可以作的 一个部分。你看，光标记方式就有生物素标记，地高辛标记，各种酶标记等等，酶标的底物 又有各种生色底物、化学发光法底物和荧光底物可供选择；就连识别一抗的配体也不一定非 要二抗不可，也可以是抗生物素蛋白，链亲和素或者Protein A或G等，更别说各种试剂盒 琳琅满目，叫人好像无从下手！不过不急，生物通帮你作个参考，让你对各种产品的优点缺 点一览无遗，真正成为一个 WB 高手。另外如果实验室有已经建立的固定的显色方法，那 也没关系，有时候不经意浏览到的方法可能就会对你的实验有莫大的帮助这也就达到我 们的目的了。封闭和一抗的选择没有太
3、多的选择余地封闭前面介绍过了；一抗？现在的抗体产品 说明书一般都有注明应用范围的，说明可以用于WB的就OK。如果没有这些信息可以遵从 以下原则：单抗专一性高，但是经过 SDS-PAGE 变性胶电泳的蛋白质可能由于原来的识别 位点构象发生改变而不被识别，多抗不如单抗专一性高但更容易得到结果。如果还有多种抗 体选择，那当然是来源于兔或者小鼠抗体为好，因为后继的检测试剂盒一般都是针对兔鼠的 居多，因而选择范围更大通用性也更强。除了无标记的一抗，还有生物素等各种标记一抗。 还听说有用荧光标记的一抗直接检测而降低背景和非特异结合，不过由于少了二抗的级联放 大信号扩增，信号也会比较弱，所以需要选择荧光信号
4、特别明亮的标记（Invitrogen收购了 著名的Molecular Probes后有推出Alexa Fluor的抗体标记试剂盒，生物通这里有详细而精彩 的介绍，我们就不罗嗦了。毕竟不是 WB 的主流方法。）一抗的稀释度通常需要预实验摸 条件，可以根据说明书上建议的WB稀释度附近做23个梯度，如果是用化学发光法检测， 由于灵敏度高而建议将稀释度再放大一些。二级试剂的作用是信号扩增，选择是根据一抗的标记形式而决定的，对于无标记的一抗， 可以选择对应一抗来源种属的标记二抗，或者更便宜的标记蛋白 A （来自金黄葡萄球菌 Protein A可以高度亲和来自人，兔，豚鼠的IgG，但对大鼠、山羊和鸡的Ig
5、G亲和力弱）。 不过，二抗是更可靠的选择除了要选择对应一抗的来源种属，也要根据你准备采用的检 测方法选择合适的标记。酶促反应比同位素安全且快速，已经成为 Western Blot 的主流检测方法。酶促反应可以 搭配不同的底物从而实现不同的显色方法：化学发光 Chemiluminescent 和底物显色 Colormetirc/Chromogen,前者灵敏度很高随着各大厂家努力开发研制灵敏度更高的发光底物，化学发光法的灵敏度已经达到pg级别，甚至还有Femto级别的，灵敏度超过了同位 素；而后者由于直接显色而操作简便且成本低。最为大家熟悉当数辣根过氧化物酶 HRP（Horseradish Per
6、oxidase，属于过氧化物酶 POD 类）和碱性磷酸酶 AP（Alkaline Phosphatase）， 此外还有比较少见的葡萄糖氧化酶（Glucose Oxidase）、卩半乳糖苷酶卩-Galactosidase。.HRP辣根过氧化酶是最常见的酶促发光或显色的交联酶，由于HRP比活高、特异性 更强、分子量小（40kD）、稳定和作用底物范围广的优点而得到广泛使用。HRP的底物种 类有不少，主要可以分为化学发光底物和生色底物2 大类。对于底物的选择，主要考虑的是 灵敏度、背景和使用的方便性和稳定性比如底物可溶性高使用就比较方便；对于 WB 来说产物不可溶有助于信号在原位的积累和结果的稳定（产
7、物可溶的底物更适合于Elisa）。HRP 的生色底物显色有 DAB， 4-CN ， CN/DAB， AEC 和 TMB 等（而得到可溶性产物的底物如OPD, ABTS等则适用于ELISA）中，与化学发光法中的酶促基团发光不同, 底物显色主要是利用底物在有 HRP 和过氧化氢的存在下失去电子而呈现出颜色变化积累这 一过程检测WB的结果。物底 DAB4-CNAECTMB名学 3,3-diaminobenz idinetet rahyd rochl or ide4-chl oro- 1-nap hthol3-amino-9- ethyl car bazol3,3,5,5tet ramethylben
8、zidin e子量分 214.14178.58210.28240.4定 性稳好一般避光好敏灵 250pg1ng100pg度景背一般低高高产 物 成 像 性终不能很好的成像容易成像容易成像色颜褐色介于蓝色与蓝紫 色之间（可用于 double-staining）棕红色蓝紫色性毒 有（疑有治癌作用）无有无最熟悉的底物应该是 33二氨基联苯胺 DAB，DAB 可以和 HRP 作用形成褐色不溶性 产物，灵敏度高，特异性好，缺点就是需要现配现用，显色后光照数小时会褪色，不能永久 保存，需要拍照记录，而且有毒。DAB的选择有一点小小的技巧一33二氨基联苯胺4盐 酸盐的纯品分子量为 360.1，通常是深棕色粉
9、末，不太好溶于水，容易得到有色颗粒的溶液 而导致膜上的背景，而且价格还被炒得贵；但是如果选择2水合33二氨基联苯胺4盐酸盐 （分子量396.14）就是白色粉末状晶体，易溶，溶液无色均匀，量大价格还便宜。DAB还 有溶剂形式的，便于使用。由于DAB显色是褐色，不如4-CN反差大容易拍照，有的厂家 还推出了 DAB+4-CN混合底物，结合了 DAB灵敏度高和4-CN背景低，易成像的优点，能 获得很好的黑色沉淀成像。用金属离子增强信号的 DBA 显色试剂灵敏度可以高达 20pg。 TMB的signal-to-noise信噪比高，成分安全，特别合适于灵敏度要求高的WB,但是也要避 免由于灵敏度高而引起
10、的高背景，因此可以相应的延长封闭的时间和注意洗涤的次数；ACE 各方面性质与DAB相似，但灵敏度要比DAB差一点。HRP 化学发光反应底物经过多个著名厂家的不断研究开发而有了更显著的改进。 Luminol 是经典的 HRP 化学发光底物。化学发光底物主要考虑的是：发光信号强弱发 光信号当然越强越好，强发光信号持续的时间也是越长越好，还有就是背景低灵敏度高。 化学发光法由于仅在酶和底物都存在的时候才会发光，不同于生色反应般形成不溶的产物于 膜上累积，所以特别适合同一张膜对不同的目标蛋白分别进行多次检测。目前最高检测灵敏 度已经达到低飞克（Femto）级别而成为安全且灵敏度最高的WB检测方法。随着
11、Cooled-CCD 技术的发展，成像系统成本越来越低，因而在现在的实验室里这些设备越来越普遍。Cooled-CCD照相机与X胶片相比具有瞬时影像处理、立即输出、不需要胶片处理装置及暗 室等成本花费、可用软件半定量分析等优点，然而，这项技术应用于 WB 化学发光法显影 还要求底物能产生高强度、长持续时间的信号，以被照相机捕获到。经过各大厂家的不断开 发，现在的化学发光检测试剂从以前的发光时间持续几十分钟，到现在多数试剂可持续长达 几个小时到一天，新的化学发光检测试剂盒很多兼容CCD成像检测，如果是实验室有CCD 成像设备的不妨留意试剂盒是否有这种说明。发光时间的延长即使对于X底片的用户也是 好
12、消息因为压片显影后如果发现压片结果不理想，还可以多次重复压片而不需要重新反 应。 化学发光的常见问题主要是抗体浓度过高所以抗体用量要比规定的稀释倍数放大 许多，确保HRP不会过量导致底物过快消耗完而引起结果不稳定。GE Healthcare（原安玛西亚）的ECL堪称是经典，ECL在许多研究人员心目中的几乎 成为化学发光法的代名词，有时竟然是高品质文章的保证之一，可见其经典。后来推出的 ECL Plus 和 ECL Advance 不单将检测灵敏度提高了1020 倍，发光时间也长达24小时以 上，兼容CCD成像系统的检测，使得ECL系统继续领导潮流。前不久GE Healthcare公司 在生物通
13、上发布了 ECL全系列的65折特价优惠，价格相当吸引，对于ECL的忠实粉丝们 实在不该错过。ECL AdvanceECLECL PlusRecommendedapplicationsHighest sensitivity Western blotting primary antibody and/or target is very low abundanceRoutine Western blottingHigh sensitivity Western blotting and chemifluorescent detection on scannersSensitivityUp to 10
14、times greater thanECL PlusUp to 10-12gUp to 20 times greater thanECLAntibody economyOutstandingGoodVery GoodPrimary antibodyUp to 1:100 000Up to 1:10 000Up to 1:20 000Secondary antibodyUp to 1:500 000Up to 1:15 000Up to 1:200 000Blocking Agent includedYes-ECL Advance BlockCertain systemsCertain syst
15、emsSimple reprobing protocolsYesYesYesEmission duration4-6 h1-2 h24-18 hRecommended membraneHybond-P or Hybond ECLHybond ECLHybond-PRecommendeddetectionHyperfirm ECL/CCDHyperfirm ECL/CCDFluorescent Scanner/Hyperfirm ECL/CCD虽然延长信号持续时间让研究人员能充分利用成像系统的所有特点，但低极限的灵敏度 才是研究者期望的终极目标。除了拥有王牌产品ECL的GE公司，化学发光底物方面不得 不提到Pierce公司。Pierce形象广告十分有趣鲜明：用不同色彩的手掌印来表示Pierce真的 很有一手:）。这家已经有半个世纪历史、在蛋白质化学领域声誉卓著的的公司 6 年前与 HyClone 合并，拥有世界上最优秀的 HRP 化学发光底物生产技术世界上许多知名的化 学发光底物试剂盒厂商都采用PIERCE提供的化学发光底物作为生产原料。其中最耀眼的璀 璨之星是SuperSignal系列，就像印证上面我们提到的选择显色系统的标准一样,SuperSignal 灵
