Western Blot 實驗常見問題解析匯總

1 簡述

Western Blot（簡稱WB），蛋白質(zhì)免疫印跡法，是基于蛋白質(zhì)SDS-PAGE電泳分離和特異性抗體識別蛋白的特性，通過顯色技術(shù)，以達(dá)到檢測目的蛋白的技術(shù)。該技術(shù)廣泛應(yīng)用于定性檢測蛋白水平的表達(dá)，活性分析與鑒定。該實驗步驟多，關(guān)鍵點多，耗時長，每個步驟可能都影響最終的結(jié)果，所以實驗中經(jīng)常出現(xiàn)各種問題。本文對WB實驗中常出現(xiàn)的各種問題進行歸納總結(jié)，并給出相應(yīng)的解決方法，以便了解WB實驗中的注意點和規(guī)范操作的必要性，同時對WB出現(xiàn)的問題分析和解決提供參考。

2 實驗原理

WB以組織或細(xì)胞中的蛋白質(zhì)為研究對象，經(jīng)過SDS-PAGE分離蛋白質(zhì)樣品，轉(zhuǎn)移到固相載體（例如硝酸纖維素薄膜）上，固相載體以非共價鍵形式吸附蛋白質(zhì)，且能保持電泳分離的多肽類型及其生物學(xué)活性不變。以固相載體上的蛋白質(zhì)或多肽作為抗原，與對應(yīng)的一抗起免疫反應(yīng)，再與酶或同位素標(biāo)記的二抗起反應(yīng)，經(jīng)過底物顯色或放射自顯影以檢測電泳分離的特異性目的基因表達(dá)的蛋白成分。

3 實驗流程圖

圖3-1 WB實驗流程圖

4 常見問題可能原因和解決辦法

WB實驗步驟較多，耗時均較長，且每步都影響最終的結(jié)果表現(xiàn)。我們將常見問題總結(jié)歸納為5大類，見表4-1。下面將對各問題進行分類總結(jié)，并對出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因進行分析，給出相應(yīng)的解決辦法。

表4-1 常見問題分類

4.1 無信號，沒有陽性條帶

WB結(jié)果中常出現(xiàn)白板或者條帶無信號響應(yīng)現(xiàn)象，如圖4-1。我們針對出現(xiàn)該現(xiàn)象可能的原因主要從抗體，抗原，實驗操作和緩沖液幾方面進行分析。

4.1.1 抗體相關(guān)原因

WB中所用到抗體包括一抗和二抗，在該問題上，兩個抗體方面可能存在的原因以及相對應(yīng)的解決方法，歸納總結(jié)在表4-2中。

表4-2 抗體相關(guān)原因

4.1.2 抗原相關(guān)原因

抗原即所需要檢測目的蛋白，其相關(guān)原因可能是未被一抗識別或者是抗原量不足引起，相對應(yīng)解決辦法見表4-3。

表4-3 抗原相關(guān)原因

4.1.3 實驗操作相關(guān)原因

實驗操作規(guī)范對于實驗結(jié)果也至關(guān)重要，且需要重復(fù)摸索。無條帶出現(xiàn)可能是目標(biāo)蛋白未從膠轉(zhuǎn)移至膜上或者洗膜過度，具體分析見表4-4。

表4-4 實驗操作相關(guān)原因

4.1.4 緩沖液相關(guān)原因

實驗中用到多種緩沖液，緩沖液的選擇和保存，以及選擇合適的顯色方式都很重要。無目標(biāo)蛋白出現(xiàn)可能與緩沖液有關(guān)的原因和解決方法見表4-5。

表4-5 緩沖液相關(guān)原因

4.2 有陽性條帶，但條帶信號弱

WB結(jié)果中可能出現(xiàn)有目標(biāo)蛋白條帶，但是目標(biāo)條帶在膜上顏色較淺，如圖4-3。該現(xiàn)象原因與4.1中無目標(biāo)條帶較為相似，可能導(dǎo)致該現(xiàn)象的原因我們也從4個方面進行分析，并給出相應(yīng)的解決方法，具體分析見表4-6。

圖4-3 條帶信號弱案例

表4-6 條帶信號弱可能原因和解決方法

4.3 條帶或位置異常

條帶或者位置異常是指條帶形狀異常和條帶在膜上與理論位置不一致。條帶形狀異常常與電泳問題有關(guān)，SDS-PAGE電泳的質(zhì)量至關(guān)重要。條帶位置異?？赡苁堑鞍壮霈F(xiàn)聚體或被修飾，蛋白出現(xiàn)降解有關(guān)。下面就可能出現(xiàn)的各個問題結(jié)合實際案例詳細(xì)討論。

4.3.1 微笑條帶

電泳條帶或整體出現(xiàn) “︶ "形狀，可能原因主要包括兩方面。一是電泳速度過快，可通過減少電壓等減慢電泳速度。二是電泳溫度過高，使得膠變形，可在冷室或者冰浴中進行電泳或者改變電泳pH。

4.3.2 皺眉條帶

與微笑狀條帶相反，條帶成現(xiàn)“︵"皺眉狀，可能是由于裝置不合適，特別可能是凝膠和玻璃擋板底部有氣泡，或者兩邊聚合不*?？赏ㄟ^調(diào)整裝置來避免該問題。

4.3.3 某條條帶變形

WB結(jié)果中其它條帶均正常，某條條帶出現(xiàn)變形，出現(xiàn)該現(xiàn)象可能的原因是SDS-PAGE膠中有氣泡或者不溶性顆粒。我們在配膠過程中要小心，使用無雜質(zhì)的液體。

4.3.4 啞鈴狀條帶

結(jié)果中出現(xiàn)條帶呈現(xiàn)啞鈴狀，該現(xiàn)象可能有兩個原因?qū)е?。一是由于配置膠有問題，膠凝固后不均一，可通過重新配置膠，確保膠質(zhì)量無問題來避免該現(xiàn)象出現(xiàn)。二是樣品可能含有過多雜質(zhì)，我們在樣品使用前對其進行離心，以去除過多雜質(zhì)。

4.3.5 條帶粘連

條帶粘連是不同孔目標(biāo)條帶連在一起，中間無間隔。出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因可能是上樣量太多，或者是制膠問題，分離膠和濃縮膠之間有間隙，樣品竄孔?？赏ㄟ^減少上樣量和提高配膠質(zhì)量來避免該問題。

4.3.6 分子條帶大小不對

分子條帶大小，即條帶位置異常，主要包括三種情況。第一種是出現(xiàn)高于目標(biāo)蛋白較多的條帶，該現(xiàn)象可能是由于蛋白未充分變性，導(dǎo)致蛋白形成二聚體或者多聚體。為避免該現(xiàn)象，可在實驗之前加入新配的DTT或?-ME，重新加熱使得蛋白充分變性或者直接使用新的蛋白樣本。第二種是出現(xiàn)略高于目標(biāo)蛋白的條帶，該現(xiàn)象可能是由于蛋白被修飾，如糖基化/磷酸化等，可導(dǎo)致分子量增加。解決方法是嘗試使用酶去除可能的蛋白修飾。第三種是出現(xiàn)比目標(biāo)蛋白略低的條帶，該現(xiàn)象可能是由于蛋白翻譯后剪切或者降解。在樣品準(zhǔn)備時候要在冰上操作或者是加入更過蛋白酶抑制劑，以防止蛋白降解。

4.4 高背景

高背景是WB中常出現(xiàn)的問題，本文將高背景分為兩類討論，包括均一性高背景和斑點或發(fā)泡式或閃爍式非均一性高背景。下面針對兩種情況均從抗體，實驗操作和緩沖液方面進行分析討論，并給出相應(yīng)的解決方法，以減少背景，得到漂亮真實可靠的WB結(jié)果。

4.4.1 均一性高背景

均一性高背景在實驗中常常出現(xiàn)，可能導(dǎo)致該現(xiàn)象的原因較多，均總結(jié)于表4-7中，并給出相應(yīng)的解決方法。

表4-7 均一性高背景原因和解決方法

4.4.2 斑點或發(fā)泡式或閃爍式非均一性高背景

出現(xiàn)非均一性高背景結(jié)果的原因與均一性背景有很多相似之處，也存在差別，如蛋白聚體的影響，非均一性高背景案例

表4-8 非均一性高背景原因和解決方法

4.5 非特異性條帶多

非特異性條帶是指除目標(biāo)蛋白以外的條帶，雜帶較多影響結(jié)果判斷，且結(jié)果不可靠。下面我們結(jié)合實際案例對其可能原因進行分析，并找出相對應(yīng)的解決方法，見表4-9。

表4-9 非特異性條帶多可能原因和解決方法

4.6 其它問題

    4.6.1 反白現(xiàn)象

反白現(xiàn)象是蛋白條帶中間空白，而周圍背景正常。該現(xiàn)象可能原因是一抗?jié)舛冗^高，二抗上HRP催化活力太強，同時顯色底物處于臨界點，反應(yīng)時間不長，將周圍底物催化完，形成了空白。可降低一抗和二抗?jié)舛?，或者更換底物來避免該現(xiàn)象。

4.6.2 條帶中間或周圍出現(xiàn)白圈

條帶中間白圈可能是由于電轉(zhuǎn)中膜和膠之間存在氣泡。在轉(zhuǎn)膜過程中要盡量去除氣泡，使膜，濾紙和膠緊密結(jié)合。同時，抗體孵育的過程中，保持膜的充分浸潤。

5 后記

    WB因結(jié)果直觀易分析為蛋白研究中最為常用的方法之一，但也因為其步驟繁雜結(jié)果變幻莫測成為很多新手的夢魘。相信看完本文的小伙伴一定會有所感悟，把握好基本原則：先做出條帶，再優(yōu)化結(jié)果。好看的結(jié)果千篇一律，有趣的條帶五花八門，且把它們看作是枯燥科研中的小點綴吧~