Western blot

蛋白质免疫印迹(Western Blot,WB)是分子生物学、生物化学及临床医学领域中最常用的蛋白分析技术之一,核心用于检测样品中特定蛋白质的表达水平、分子量验证及蛋白修饰(如磷酸化、乙酰化)分析。其凭借高特异性、高灵敏度的优势,成为蛋白表达研究中不可或缺的核心手段。 WB技术广泛应用于基础科研与临床检测:基础研究中可用于验证基因表达产物、分析蛋白相互作用、探究信号通路激活状态;临床场景中可辅助肿瘤标志物检测、病原体筛查、疾病分型诊断等。相较于其他蛋白检测技术,WB能同时实现蛋白定性与半定量分析,为科研结论与临床诊断提供可靠的实验依据,被誉为蛋白表达分析的“黄金标准”。

原理介绍

WB实验核心基于抗原与抗体的特异性结合原理,借助凝胶电泳的分离特性与信号放大技术,实现对目标蛋白的定性、半定量分析及分子量验证,核心原理如下:目标蛋白作为抗原,具有独特的抗原决定簇,可与针对该位点的特异性一抗发生高度专一性结合,形成抗原-一抗复合物。为实现信号可视化,需加入标记二抗,二抗可特异性识别并结合一抗的恒定区,构建“目标蛋白-一抗-二抗”的三级复合物体系。 二抗通常标记有酶(如辣根过氧化物酶、碱性磷酸酶)或荧光基团,标记物可通过特定反应产生可检测信号——酶标记二抗可催化化学发光底物(如ECL)产生荧光信号,荧光标记二抗可直接发出特定波长荧光。通过检测信号的有无、强弱及位置,即可判断目标蛋白是否存在、表达水平高低及分子量大小,为蛋白相关研究提供精准依据。

文献案例

《cell death & disease》发表题为“Role of the PI3K/AKT signaling pathway in the cellular response to Tumor Treating Fields (TTFields)”的论文。研究以人胶质母细胞瘤U87细胞为研究模型,设置对照组、TTFields单独处理组及PI3K抑制剂联合TTFields处理组,经对应处理后提取各组细胞总蛋白,采用WB技术检测PI3K/AKT通路关键蛋白及自噬、凋亡相关蛋白的表达水平。结果显示,TTFields单独处理可显著下调细胞中磷酸化PI3K(p-PI3K)、磷酸化AKT(p-AKT)及下游mTOR蛋白的表达,同时上调自噬相关蛋白LC3-II/LC3-I比值及凋亡相关蛋白Caspase-3的活化水平。而PI3K抑制剂联合TTFields处理后,上述蛋白表达变化更显著,p-AKT表达水平进一步降低,细胞凋亡率明显升高,提示抑制PI3K/AKT通路可增强肿瘤细胞对TTFields的敏感性。该研究通过WB技术精准验证了PI3K/AKT通路的活性状态与肿瘤细胞对TTFields的响应密切相关,为通过靶向PI3K/AKT通路提升TTFields治疗效果提供了明确实验支撑,也凸显了WB技术在肿瘤治疗机制研究中的核心价值。

送样标准

重组载体(N 端 / C 端融合载体)

浓度≥500ng/μL,体积≥50μL,-20℃保存,冰袋运输;需附带测序报告及载体图谱

植物材料(用于原生质体制备)

新鲜叶片 / 愈伤组织>1g / 份,4℃冷藏运输,24h 内送达;需注明植物品种及生长状态

动物细胞系 / 原生质体

细胞系需提供活力>90% 的冻存细胞,干冰运输;原生质体需新鲜制备,冰袋运输,12h 内送达;需注明细胞类型及培养条件

基因序列信息

诱饵蛋白 / 猎物蛋白基因序列(FASTA 格式),需明确酶切位点及融合方向

交付内容

样本质检报告

包含蛋白浓度测定结果(BCA法/ Bradford法)、蛋白完整性验证(SDS-PAGE电泳图)、实验耗材与试剂质量检测说明。

原始实验数据

WB实验原始显影图(包括目的蛋白、内参蛋白条带)、灰度值定量原始数据、电泳与转印参数记录。

数据分析报告

目的蛋白分子量验证结果、灰度值分析统计图(目的蛋白/内参蛋白灰度比值)、蛋白表达水平半定量结论、实验结果解读。

常见问题

①样品中目标蛋白含量过低,可增加上样量或优化蛋白提取方法;②一抗特异性差或效价低,需更换优质一抗并优化孵育浓度、时间;③转印失败,可能是转印参数不当(电流、时间)或膜处理不佳,可调整转印条件并检查膜的完整性;④显影系统故障,需更换ECL试剂或检查成像仪状态。

①蛋白样品降解,需在提取过程中添加足量蛋白酶抑制剂,全程低温操作;②凝胶浓度不适,可根据目标蛋白分子量调整凝胶浓度(小分子蛋白用高浓度凝胶,大分子用低浓度凝胶);③上样量过多,导致蛋白过载,需减少上样量;④一抗浓度过高,产生非特异性结合,可降低一抗浓度并延长封闭时间。

①优化封闭条件,延长封闭时间或更换封闭液(如脱脂牛奶换BSA);②调整一抗孵育条件,降低浓度、缩短孵育时间或提高孵育温度;③增加洗膜次数与时间(用TBST缓冲液充分洗涤),去除非特异性结合的抗体;④选用特异性更高的一抗(如单克隆抗体替代多克隆抗体)。

①确保上样量一致,提前精准测定蛋白浓度并调整样品体积;②检查内参抗体特异性,避免内参蛋白降解;③优化电泳与转印条件,确保蛋白均匀分离与转印;④若内参条带差异过大,需重新提取蛋白并进行实验,保证实验重复性。

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