蛋白質(zhì)印跡的發(fā)明者是斯坦福大學(xué)George Stark。Neal Burnette于1981年所著的AnalyticalBiochemistry中被稱為Western Blot。最開始做印跡的是一個(gè)叫Southern的科學(xué)家,但印跡的對(duì)象是DNA鏈,他把這種技術(shù)稱為Southern blot,后來出現(xiàn)了兩個(gè)過程相似,但是對(duì)象不同的印跡方法,一個(gè)針對(duì)RNA,一個(gè)對(duì)蛋白質(zhì),人們分別把這兩種技術(shù)的稱為Northern和Western,與這兩個(gè)技術(shù)的發(fā)明人沒有關(guān)系了。
一、蛋白質(zhì)的樣品制備:
由于這一步方法各異,具體步驟請(qǐng)參考試劑盒的說明書即可。蛋白質(zhì)的樣品制備是Western Blotting的第一步,樣品制備是關(guān)鍵步驟,要求盡可能的獲得所有蛋白質(zhì),應(yīng)注意以下問題:
> 在合適的鹽濃度下,應(yīng)保持蛋白質(zhì)的最大溶解性和可重復(fù)性。
> 選擇合適的表面活性劑和還原劑,破壞所有非共價(jià)結(jié)合的蛋白質(zhì)復(fù)合物和共價(jià)鍵二硫鍵,使其形成一個(gè)各自多肽的溶液。盡量去除核酸,多糖,脂類等干擾分子。
> 防止蛋白質(zhì)在樣品處理過程中的人為的修飾,制備過程應(yīng)在低溫下進(jìn)行,以避免細(xì)胞破碎釋放出的各種酶類的修飾(加入合適的蛋白酶抑制劑)。
> 樣品建議分裝成合適的量(比如分裝出20ul檢測(cè)蛋白質(zhì)定量用),然后保存與-20°或-80℃中長期保存,但要注意不要反復(fù)凍融,因?yàn)闀?huì)使蛋白的抗原特性發(fā)生改變。
> 若蛋白提取過程存在問題或蛋白發(fā)生降解則很難進(jìn)行好之后的實(shí)驗(yàn),也就很難做出好的結(jié)果了。除此之外 loading buffer的作用也不容忽視,切莫使用不新鮮的上樣緩沖液,同時(shí)在處理時(shí)也應(yīng)注意將樣品與loading buffer混合均勻。
二、蛋白質(zhì)定量
如果要定量的話,一般選擇BCA或者Bradford方法,BCA要求檢測(cè)波長為562nm,Bradford為595nm。具體方法見各試劑盒說明書。為避免假陽性結(jié)果,建議先把lysis buffer加入BCA工作液或考馬G250混合看是否產(chǎn)生顏色。測(cè)完蛋白含量后,計(jì)算含50~100ug蛋白的溶液體積即為上樣量(一般8cm寬的迷你膠每個(gè)泳道最大能承載的蛋白質(zhì)量為150ug,所以如果從組織提取蛋白的話上樣量不宜過大)。
網(wǎng)上有人喜歡等質(zhì)量上樣(即每個(gè)泳道的上樣體積不一但質(zhì)量一定),也有使用等體積上樣(即先把各個(gè)樣品稀釋到某一固定濃度,然后等體積等質(zhì)量上樣,計(jì)算上樣體積時(shí)需包含loading buffer的體積)。按分子克隆的說法,還是使用等體積上樣比較好。
上樣總體積一般不超過15ul,加樣孔的最大限度可加20ul樣品。上樣前要將樣品置于燒杯內(nèi),將燒杯置于石棉網(wǎng)上用酒精燈加熱至沸騰,在沸水中煮3~5min使蛋白充分變性。也可以使用PCR儀95°加熱5min,效果佳,操作方便。之后樣品可以在4℃冰箱短時(shí)間保存,也可在-20°冰箱保存數(shù)月,但是反復(fù)凍融會(huì)使蛋白質(zhì)的抗原特性改變。
三、SDS-PAGE電泳
1. 清洗玻璃板:
蘸點(diǎn)洗潔精輕輕擦洗。兩面都擦洗過后用自來水沖,再用蒸餾水沖洗干凈后立在筐里晾干。若不繼續(xù)使用,需用無水乙醇擦拭后晾干再妥善收起來,玻璃板之間墊玻璃紙隔開。梳子應(yīng)用水洗干凈,臨用前用無水乙醇擦拭晾干。
2. 灌膠與上樣
① 玻璃板對(duì)齊后放入夾中卡緊。然后垂直卡在架子上準(zhǔn)備灌膠(操作前先往玻璃板間灌水,檢查是否漏)。
② 按配膠試劑盒說明書選擇合適的分離膠濃度配置,最后加入TEMED,之后搖勻即可灌膠。配制凝膠時(shí)要充分混勻,此外應(yīng)保證試劑的新鮮,特別是過硫酸銨。灌膠時(shí)掌握好速度,避免氣泡產(chǎn)生(注意濃度越小的膠含水越多,凝固后膠體積縮小越多)。然后膠上加一層水,液封后的膠凝的更快(灌膠時(shí)開始可快一些,膠面快到所需高度時(shí)要放慢速度。
操作時(shí)膠一定要沿玻璃板流下,這樣膠中才不會(huì)有氣泡。加水液封時(shí)要很慢,否則膠會(huì)被沖變形)。未聚合的丙烯酰胺具有神經(jīng)毒性,操作時(shí)應(yīng)該戴手套防護(hù)。梳子插入濃縮膠時(shí),應(yīng)確保沒有氣泡。注意給積層膠留出足夠的空間(分子克隆推薦長度為插入的梳齒長再加1cm)。
③ 當(dāng)水和膠之間有一條折射線時(shí),說明膠已凝了。再等幾分鐘覺得差不多的時(shí)候就可倒去膠上層水并用吸水紙將水吸干。聚合時(shí)間由AP以及TEMED決定,通常在30min左右,AP不新鮮會(huì)導(dǎo)致聚合變慢,氣溫較低時(shí)膠是會(huì)凝得慢一些,必要時(shí)可適當(dāng)增加AP以及TEMED的量,但通常不會(huì)超過1h,若超過1h甚至更長仍未聚合,應(yīng)檢查配制的操作有無錯(cuò)誤。由于TEMED催化APS釋放相關(guān)化學(xué)基團(tuán),再由APS釋放的基團(tuán)催化Acr/Bis聚合,所以如果APS不新鮮的話加再多的TEMED效果也不佳,這就是為什么推薦APS每周新鮮配置的原因。
④ 按說明書配積層膠,加入TEMED后立即搖勻即可灌膠。將剩余空間灌滿濃縮膠然后將梳子插入濃縮膠中。灌膠時(shí)也要使膠沿玻璃板流下以免膠中有氣泡產(chǎn)生。插梳子時(shí)要使梳子保持水平。由于膠凝固時(shí)體積會(huì)收縮減小,從而使加樣孔的上樣體積減小,所以在濃縮膠凝固前最好在兩邊補(bǔ)膠至剛剛冒頂。待到濃縮膠凝固后,兩手分別捏住梳子的兩邊豎直向上輕輕將其拔出。
⑤ 趁積層膠聚合的這段時(shí)間,取適當(dāng)體積樣本混合1X SDS loading buffer(最好事前分裝好,每次從冰箱里取一管即可),95~100°加熱5min,若有沉淀可用稍低溫度,比如45~55°加熱1h達(dá)到變性的目的。我一般習(xí)慣分裝20ul到PCR管里,先和loading buffer混合好,臨用前用PCR儀加熱95°C 5min,效果不錯(cuò)。
⑥ 膠做好后連同玻璃板一起安裝到電泳槽上,加入電泳緩沖液后開始準(zhǔn)備上樣(我們使用的是大連競(jìng)邁科技公司的MV-III型小型單垂直板電泳槽,電泳液至少要漫過內(nèi)測(cè)的小玻璃板,電泳槽下面不用倒太多電泳液)。加樣前可用5ml注射器或加樣器先沖洗一下加樣孔。用微量加樣器貼壁吸取樣品,將樣品吸出不要吸進(jìn)氣泡。將加樣器針頭插至加樣孔中緩慢加入樣品(加樣太快可使樣品沖出加樣孔,若有氣泡也可能使樣品溢出。
加入下一個(gè)樣品時(shí),進(jìn)樣器需在外槽電泳緩沖液中洗滌3次,以免交叉污染。目前我們做的mini膠上有10個(gè)上樣孔,一般在第一個(gè)孔加入marker(我用的是Fermentas預(yù)染marker),其余9個(gè)孔加入樣品,也可在頭尾孔內(nèi)加入marker,中間8個(gè)孔加樣品。加樣前樣品應(yīng)先離心,尤其是長時(shí)間放置的樣品。在未加樣的孔中應(yīng)加入等量的樣品緩沖液。上樣時(shí),小心不要使樣品溢出而污染相臨加樣孔。也可使用10ul的槍頭就行,比用微量加樣器快很多,用槍頭時(shí)注意不要插得太深,容易把玻璃板撐開,樣品就落到膠和玻璃板之間的空隙了。
3. 電泳
電泳槽內(nèi)加入電泳緩沖液沖洗清除黏附在凝膠底部的氣和未聚合的丙烯酰胺,網(wǎng)上有資料建議低電壓短時(shí)間的預(yù)電泳,清除凝膠內(nèi)的雜質(zhì),疏通凝膠孔徑以保證電泳過程中電泳的暢通,但是在《分子克隆》上卻反對(duì)這種做法,理由是會(huì)破壞緩沖系統(tǒng)pH的不連續(xù)性。請(qǐng)各位按照實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來做即可。電泳時(shí)間和電壓說法各異。按照各實(shí)驗(yàn)室的慣例或者電泳槽的使用說明來操作。電泳至溴酚蘭剛跑出即可終止電泳,進(jìn)行轉(zhuǎn)膜。為減少蛋白質(zhì)條帶的擴(kuò)散,上樣后應(yīng)盡快進(jìn)行電泳,電泳結(jié)束后也應(yīng)直接或者轉(zhuǎn)印