【Cytiva】WB转印之蛋白转印
凝胶电泳后,其固体载体上固定和检测蛋白质的方法,起源于斯坦福大学George Stark的实验室。术语“Western blotting”专指蛋白质的转移并抗体检测蛋白质;此后,类似的用于检测DNA的方法被称为Southern blotting。相关技术方法不断扩充,包括Northern blotting(RNA)、Eastern blotting(翻译后修饰)、Far Western blotting(蛋白质-蛋白质相互作用)和Far Eastern blotting(脂质检测)。这里,我们仅关注蛋白质印迹(Western blotting)技术,并将介绍用于将蛋白质从凝胶转移到膜的不同方法。重点放在电转移上,因为这是目前Western印迹工作流程中最常用的方法。
聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)后,下一步是将蛋白质从凝胶转移到膜上,膜通常由化学惰性物质,如硝化纤维素(NC)或聚偏氟乙烯(PVDF)制成。转印后,特异性抗体可检测膜上的蛋白质,蛋白质在膜上的位置与电泳后蛋白条带的位置相同。
电转
鉴于电转印的速度、转印的均匀性和转印效率较好,目前电转是唯一的转印方式选项。电转印与PAGE胶电泳的蛋白质迁移原理相同。凝胶、膜和电极被组装在一个夹层中,使得蛋白质从凝胶转印到膜上(图1)。
图1 蛋白质由胶转到膜上. 胶与膜直接接触 ,蛋白在电场中由负极向正极移动.
胶膜三明治的整个区域应尽可能均匀地进行转印,以确保大、小分子量的蛋白质以相似的效率转移。使用梯度凝胶可以优化转移的均匀性,但是缺点是转移蛋白质将更加困难,因为它们更强地被“锁定”到聚丙烯酰胺基质中。这是蛋白质定量分析的一个特别重要的考虑因素。
电转印是快速、高效,且简单易用的。转印时间和转印电流进行优化后,即可制定标准化的转印条件。两种类型的电转印:湿转和半干转,是目前实验室常用的转印方式。GE医疗既提供高性能湿转印迹设备,也提供半干式印迹设备。
半干转印仪器需要低电压和极少的缓冲液,不需要冷却(表1)。
表1 GE的湿转及半干转印设备
miniVE垂直电泳系统:电泳及电转印一体机,由四部分组成:灌胶/跑胶模块;转印模块(选配);省缓冲液的水槽及保护盖;可以同时使用两个凝胶模块或两个转印模块。
TE 22 Mini式水槽转印装置:四块mini胶同时转印,仅需1L转印缓冲液,设备包含一个磁力搅拌器,使缓冲液循环以保证转印过程中温度均匀。与MultiTemp™恒温循环水浴联通后,可对转印槽进行冷却降温。
TE 62转印装置:适用于各类印迹膜的大尺寸湿转设备,可同时转印4块15×21cm胶或16块7×10cm的mini胶。
TE 70/TE 70 PWR and TE 77/TE 77 PWR半干转印设备:适用于弱电流、电压及使用少量缓冲液的电转印实验,TE 70 PWR/TE 77 PWR单元具有内置电源,及新颖的自动停止功能;当缓冲液耗尽时,转印自动停止,避免过热。
TE 70适用于14×16厘米的凝胶,而TE 77则适用于21×26厘米或四个并排放置的mini胶。不到1小时即可完成转移。
1、湿转
湿转实验中,凝胶和膜都完全浸没在转印缓冲液中,并且电流的方向是由胶到膜。通常,湿转需要冷却单元并通过磁力搅拌棒对转移缓冲液进行内部循环。对于大分子量蛋白,建议采用湿转,但是转印速度较慢并需要大量的缓冲液。为了得到清晰、尖锐的条带,获取高质量的转印效果,优先选择湿转,次选半干法转印。在湿转过程中,大量缓冲液会升温,温度升高会导致蛋白质不可逆地变性。因此,使用冷却缓冲液并保持低温非常重要,许多商品化湿传系统可连接到恒温循环水浴。另一个常见的过程是在4°C环境下进行整个湿转实验,比如在冰箱中。
图2 湿转装置
图2 湿转系统。转移夹层的组装最好在装有转印缓冲液的槽中进行,缓冲液水位至少为3厘米。组装三明治时,首先在阳极(+)一侧放入海绵,接着放入两张湿润的滤纸、选好的膜、凝胶,另外两张湿润的滤纸,最后是第二块海绵。注意避免三明治的不同层之间的褶皱或气泡。然后将三明治牢固地固定在转印卡槽中,并浸没在包含转印缓冲液的转印槽中。该结构必须使膜位于凝胶的阳极(+)侧。
2、半干式转印
半干法转印比湿转快,且消耗较少的缓冲液。膜与胶直接接触,并在凝胶和膜的上方和下方各放几层缓冲液润湿的滤纸。三明治由滤纸:凝胶:膜:滤纸组成,放置在电场中。半干转印通常比湿转效率低,特别是对于大分子量蛋白(图3)。当电极板吸附热量时,产热对于半干转印的影响较小,但应避免延长半干转印时间,因为这可能导致由于缓冲液耗尽而造成的过热和凝胶干燥。
滤纸和膜应剪成比凝胶的长和宽小几毫米。确保滤纸和膜不与凝胶重叠,避免系统短路,或导致蛋白质的低效或不均匀转移。
●将一块开口尺寸与凝胶完全相同的塑料板,与三明治配合使用(三明治放入塑料板中空区域),可有效避免样品无法通电问题。
图3 湿转、半干转的比较。5μg的转铁蛋白进行两倍梯度稀释,转印到Amersham Hybond P膜(PVDF) 上(现已被Amersham Hybond P 0.45取代)。与湿转相比,半干转对这种特殊蛋白质的转印效率较低。
图 4 举例说明半干转印的构造
图4 半干转印系统。三明治夹层在下部电极上开始构建(阳极[+])。第一层放入至少三张润湿滤纸,接着是膜、凝胶,最后是三张润湿滤纸。随着每层的加入,注意避免皱纹、褶皱或气泡。这种结构被放置在两个平面导电板之间并被压缩,这两个平板同时用作阴极(-)和阳极(+)。该结构必须使膜位于凝胶的阳极(+)侧。
●进行电转时,确保在将凝胶涂敷到膜上时不形成气泡。气泡会导致膜上没有蛋白质转移的空白点。
●可使用预冷的转印缓冲液,可避免转印中系统过热。
●如果无法确认组装三明治或连接电源是否正确,请预先在凝胶两侧放一张膜,避免丢失蛋白。彩色marker将帮助您确定蛋白转移至哪张膜上!
●小分子蛋白可穿透转印膜,因此可同时使用两张膜转印小分子蛋白。
扩散转印
在转移DNA结合的蛋白时,此转印方法具有高分辨率的特点。扩散转印是非电转移技术,转印效率低于电转印,其主要应用是从单块胶中获得多个印迹条带。使用扩散转印可获得从60kDa到240kDa的多达12个蛋白印迹。
扩散转印的另一个特点是过程温和,并且可保证蛋白活性不受破坏。如果怀疑电转过程改变了印迹蛋白的抗原性,并使它们不易于被抗体检测,则应考虑扩散转印。
通过扩散转印,可以在膜上只分析部分印迹蛋白,因为这类转印至多是30%的转移效率。该技术的优点在于,可使用非常灵敏的检测技术检测膜上存在的少量蛋白质。凝胶中的残留蛋白质可使用染色技术进行检测,或切胶后进行质谱分析。
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