溶液和试剂
裂解缓冲液
这些缓冲液可在4 ℃下保存数周,或者以分装形式在-20 ℃下保存长达1年。
Nonidet-P40 (NP40) 缓冲液(适用于提取可溶性胞质蛋白,对膜蛋白破坏小;不适合强疏水性膜蛋白提取)
150 mM NaCl
1.0% NP40(可用 0.1% Triton X-100 替代)
50 mM Tris-HCl pH 8.0
RIPA 缓冲液(放射免疫沉淀试验缓冲液)(适用于提取总蛋白:胶质+部分核蛋白,裂解能力强;含脱氧胆酸钠,可能影响某些抗体结合,膜蛋白提取需谨慎)
150 mM NaCl
1.0% NP-40 或 0.1% Triton X-100
0.5% 脱氧胆酸钠
0.1% SDS(十二烷基硫酸钠)
50 mM Tris-HCl pH 8.0
Tris-HCl 缓冲液(适用于提取温和条件下的可溶性蛋白:如酶活性蛋白;需配合蛋白酶 / 磷酸酶抑制剂,避免蛋白降解或去修饰)
20 mM Tris-HCl pH 7.5
注:一定要添加蛋白酶抑制剂;如检测磷酸化蛋白时,在原有蛋白酶抑制剂基础上,添加 1mM Na₃VO₄(酪氨酸磷酸酶抑制剂)+50mM NaF(丝氨酸 / 苏氨酸磷酸酶抑制剂),或直接使用 “蛋白酶 + 磷酸酶抑制剂鸡尾酒”。
电泳、转膜、封闭缓冲液
Laemmli 2×缓冲液/上样缓冲液
4% SDS
10% 2-巯基乙醇
20% 甘油
0.004% 溴酚蓝
0.125 M Tris-HCl
测定 pH 并调节至 pH 6.8。
电泳缓冲液(Tris-甘氨酸/SDS)
25 mM Tris 碱
190 mM 甘氨酸
0.1% SDS
测定 pH ,pH 应为约 8.3。必要时进行调节。
转膜缓冲液(湿转)
25 mM Tris 碱
190 mM 甘氨酸
20% 甲醇
测定 pH ,pH 应为约 8.3。必要时进行调节。
对于大于 80 kDa 的蛋白质,推荐加入最终浓度为 0.1% 的 SDS。
湿转缓冲液补充膜类型与分子量适配细节:
转 PVDF 膜:必须用 100% 甲醇活化 1min(激活膜上羟基,增强蛋白结合),转膜后用 TBST 洗去残留甲醇;
转 NC 膜:无需甲醇活化,直接用转膜缓冲液浸泡;
小分子量蛋白(<20kDa):将甲醇浓度降至 10%-15%(减少蛋白变性),选用 0.2μm 孔径膜,转膜时间缩短 10%-20%。
转膜缓冲液(半干转)
48 mM Tris
39 mM 甘氨酸
10-15% 甲醇
0.04% SDS
“半干转时需用厚滤纸(如 Whatman 3MM),且胶 - 膜 - 滤纸组合无气泡”
封闭缓冲液
5% 奶粉(推荐使用,也可以用 BSA 牛血清白蛋白)
加入 TBST 缓冲液中。混匀并过滤。过滤失败可能导致出现“斑点”,其中微小的黑色颗粒会在显色过程中污染印迹。(称取奶粉后加入 TBST,室温磁力搅拌 30min 至完全溶解,期间避免剧烈搅拌产生气泡,溶解后立即用 0.45μm 滤膜过滤,现配现用)
封闭液选择原则:
- 常规抗体(非磷酸化、多克隆抗体):5% 脱脂奶粉(成本低,封闭效果好);
- 磷酸化抗体、单克隆抗体、标签抗体(如 His、Myc):3% BSA(避免奶粉中磷酸蛋白 / 杂蛋白与抗体交叉反应);
- 所有封闭液均需用 0.45μm 滤膜过滤,去除微小颗粒,减少背景斑点。
实验步骤
样品裂解
- 制备细胞培养物裂解物
1) 将细胞培养皿置于冰上,用冰冷的 PBS 洗涤细胞。
2) 吸出PBS,然后加入冰冷的裂解缓冲液(每107 细胞/100mm培养皿/150 cm2 培养瓶加入1 ml;每5 × 106细胞/60mm 培养皿/75 cm2 培养瓶加入0.5 ml)。
3) 用预冷的塑料细胞刮棒刮下贴壁细胞,然后轻轻地将细胞悬浮液转移至预冷的微量离心管中。
4) 在4℃下持续搅拌30 分钟。随后进行超声处理,以VirTis 探头超声仪为例,超声条件是:输出电功率是 30%-40% ,10-15s ,3次(期间每次间隔15s),大约电流 30A;如果没有超声仪,请用带注射器的针头(20G-18G-16G)冰上反复抽吸,直到裂解液澄清;
5) 在4 ℃预冷的离心机中以16,000 ×g 的转速离心 20 分钟。
6) 轻轻地从离心机中取出离心管,置于冰上。将上清液转移至放置在冰上的新离心管中,弃去沉淀。
- 制备组织裂解物
组织裂解步骤:
硬组织(如肝脏、肌肉):先将组织块置于液氮中研磨成细粉末
(避免反复冻融),再加入预冷裂解液;
软组织(如脂肪、脑组织):直接用电动匀浆器(转速 10000-15000rpm)匀浆,每匀浆 30s 暂停 10s(防止产热导致蛋白变性),共 3-5 次,直至无明显组织块;
所有裂解液加入后,4℃回旋振荡 2h(振荡频率 150-200rpm),确保蛋白充分释放。
1) 用干净的工具切取目标组织,此操作最好在冰上进行,并且应尽快完成,以防止样品被蛋白酶降解。
2) 将组织置于圆底微量离心管或 Eppendorf 管中,并浸入液氮中进行“速冻”。将样品保存在 -80 ℃ 下以备后续使用,或放置在冰上直接进行匀浆。对于约 5 mg 的组织,向离心管中快速加入约 300 μL 裂解缓冲液,然后用电动匀浆器进行匀浆,用另外 300 μL 裂解缓冲液冲洗刀片两次,然后在 4 ℃ 下持续搅拌(例如,在回旋振荡器上)2小时。随后进行超声处理,以 VirTis 探头超声仪为例,超声条件是:输出电功率是 30%-40% ,10-15s ,3 次(期间每次间隔 15s),大约电流 30A;如果没有超声仪,请用带注射器的针头(20G-18G-16G)冰上反复抽吸,直到裂解液澄清;
3) 4 ℃ 下在微型离心机中以 16,000 × g 离心 20 分钟。轻轻地从离心机中取出离心管,置于冰上。将上清液转移至放置在冰上的新离心管中。弃去沉淀。
· 膜蛋白提取:使用试剂盒时,需严格按照 “裂解-离心(10000×g,10min)-收集上清(胞质)-沉淀用膜蛋白裂解液重悬-超声(功率 30%,10s×3 次)”步骤,避免胞质蛋白污染;
· 核蛋白提取:裂解后需经过“低渗缓冲液处理-离心去胞质-核裂解液裂解-超声”,最后离心(16000×g,20min)收集核蛋白上清,避免核膜碎片残留。
样品制备
- 取出小部分 (50 μL) 裂解物,用于蛋白分析。确定每种细胞裂解物的蛋白浓度。
蛋白定量标准步骤(以常用 BCA 法为例):
A.制备 BSA 标准品(0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0mg/mL),各取 25μL 加入 96 孔板;
B.样品稀释(裂解液可能干扰检测,建议用 PBS 稀释 5-10 倍),取 25μL 加入孔中;
C.每孔加 200μL BCA 工作液(A 液:B 液 = 50:1),37℃孵育 30min,562nm 处测吸光度,计算蛋白浓度;
D.根据浓度调整上样体积,确保每孔上样量一致(20-30μg 总蛋白)。
2.向剩余体积的细胞裂解物中加入等体积的 2× Laemmli 样品缓冲液。我们推荐采用以下方法来还原样品和使样品变性,除非在线抗体数据表指明应使用非还原和非变性条件。
3.还原和变性:常规蛋白在100 ℃ 下将样品缓冲液中的每种细胞裂解物煮沸 5 分钟,并进行分装。热敏性蛋白:70℃孵育 10min(避免高温导致蛋白沉淀),同时确保上样缓冲液中 2 - 巯基乙醇浓度充足(维持变性状态)。在 -20 °C 下保存裂解物。
注意:分装细胞裂解物 (50 - 100 μL),避免反复冻融循环。
4. 在 37 ℃ 下解冻装有细胞裂解物的离心管。在微型离心机中以 16,000 × g 离心 5分钟。
上样和电泳
1. 将等量的蛋白质和分子量标准上样到 SDS-PAGE 凝胶孔中。来源于细胞裂解物或组织匀浆的总蛋白的上样量为 20 - 30 μg,纯化蛋白的上样量为10 - 100 ng。
2. 在 100 V 下电泳 1 至 2 小时。需要根据蛋白大小、仪器等条件对时间和电压进行一些优化。
电泳条件优化表:
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凝胶浓度 |
适用蛋白分子量范围 |
电压设置 |
预计电泳时间 |
终止判断标准 |
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8% |
100-250kDa |
80-90V |
2.5-3h |
溴酚蓝跑至凝胶底部 1cm 处 |
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10% |
50-150kDa |
90-100V |
1.5-2h |
溴酚蓝跑至凝胶底部 1.5cm 处 |
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12% |
20-80kDa |
100-110V |
1-1.5h |
溴酚蓝跑至凝胶底部 2cm 处 |
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15% |
<30kDa |
110-120V |
0.5-1h |
溴酚蓝跑至凝胶底部 2.5cm 处 |
内参选择对应关系:
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蛋白定位 |
推荐内参蛋白 |
注意事项 |
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胞质蛋白 |
GAPDH、β-actin |
避免在脂肪组织中用 GAPDH(脂肪细胞中表达低) |
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核蛋白 |
Lamin B1、Histone H3 |
需用核蛋白提取试剂盒,避免胞质污染 |
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膜蛋白 |
Na+/K+-ATP 酶、Calnexin |
需用膜蛋白提取试剂盒,确保蛋白完整性 |
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总蛋白 |
β-actin、Tubulin |
适用于大多数细胞 / 组织,避免在高分化组织(如肌肉)中用 Tubulin |
将蛋白质从凝胶转移到膜上
膜可以是硝酸纤维素或 PVDF,两者各具优点。用甲醇“活化”PVDF 1 分钟,并在制备堆叠体之前用转膜缓冲液冲洗 PVDF 。(可能需要对时间和电压进行一些优化。)
湿转条件量化表(以 0.45μm PVDF 膜为例):
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蛋白分子量 |
恒流设置 |
转膜时间 |
额外措施 |
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<50kDa |
150-200mA |
30-60min |
转膜槽外贴冰袋(防发热) |
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50-100kDa |
200-250mA |
60-90min |
凝胶与膜之间用滤纸紧密贴合,无气泡 |
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100-200kDa |
250-300mA |
90-120min |
缓冲液中加 0.1% SDS,提升转膜效率 |
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>200kDa |
300-350mA |
120-180min |
用低浓度胶(6%-8%),转膜时持续冰浴 |
抗体染色
1. 用 5% 封闭溶液在室温下封闭膜 1 小时,或在 4 ℃ 下封闭过夜。
2. 抗体孵育条件:一抗稀释:首次使用时,用封闭液配制 1:500、1:1000、1:2000 三个梯度,分别孵育膜,通过结果筛选最优稀释比例;
孵育方式:4℃过夜孵育时,需在回旋振荡器上缓慢振荡(50-80rpm),确保抗体均匀结合;室温孵育时,需密封孵育盒(避免蒸发导致抗体浓缩)。
3. 用 TBST 洗涤膜 3 次,每次 5 分钟。
4. 用推荐稀释度的标记二抗在含 5% 封闭缓冲液的 TBST 中室温孵育膜 1 小时。
5. 用 TBST 洗涤膜 3 次,每次 5 分钟,然后用 TBS 冲洗。
6. 移除多余的试剂,利用暗室显影技术采集化学发光图像,或利用常规图像扫描法采集比色检测图像。
关于信号检测:
ECL 发光液选择:常规蛋白用普通 ECL,低表达蛋白用超敏 ECL;
曝光操作:先进行预曝光(10s、30s、1min),根据条带亮度调整曝光时间(避免过度曝光导致条带饱和);
膜回收:若需检测内参或其他蛋白,曝光后用 stripping buffer洗脱一抗,再重新孵育新抗体(避免重新制样)。
丽春红染色步骤:
转膜结束后,将膜放入1×丽春红染液中,室温振荡5-10min(至条带清晰可见);
用TBST室温振荡洗涤3次,每次2min(洗去残留染液,避免背景);
拍照记录Marker条带位置(判断转膜是否成功),随后立即进行封闭(避免膜干燥)。