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免疫组化:
融合了免疫学原理(抗原抗体特异性结合)和组织学技术(组织的取材、固定、包埋、切片、脱蜡、水化等),通过化学反应使标记抗体的显色剂 (荧光素、酶、金属离子、同位素)显色,来对组织(细胞)内抗原(多肽和蛋白质)进行定位、定性及相对定量的研究(主要是定位)。样本是细胞或组织,称为免疫组织化学技术(immunohistochemistry)或免疫细胞化学技术(immunocytochemistry)。要在显微镜下观察结果,可能出现膜阳性、质阳性和核阳性。
免疫印迹(immunoblotting)又称蛋白质印迹(Western blotting),
是根据抗原抗体的特异性结合检测复杂样品中的某种蛋白的方法。先要进行SDS-PAGE,然后将分离开的蛋白质样品用电转仪转移到固相载体上,而后利用抗原-抗体-标记物显色来检测样品,可以用于定性和半定量。结合化学发光检测,可以同时比较多个样品同种蛋白的表达量差异。
实验目的
免疫组化 IHC / IF / ICC ——蛋白定位检测分析首选
定位较直接准确
定性灵敏度高
半定量(高质量染色,背景浅,特异性强的切片;表达量较多的蛋白)
免疫印迹试验 Western blot
测样品内蛋白含量,定量较IHC更准确
定性和间接定位,敏感性远远低于免疫组化技术
实验准备-抗体
品牌选择:文献出处(biorbyt目前有1000个一抗在外文文献中引用),试用装预实验
biorbyt可以提供各种研究领域159052种不同货号的一抗,包括单抗/多抗,直标抗体,磷酸化抗体,病毒抗体;各种标记的二抗
biorbyt目前有1000多个抗体产品已在外文文献中引用
以CD133 antibody orb99113为例
一抗:
---抗体名称(蛋白全名,uniprot ID)
---实验类型(IHC, WB, FACS,ELISA)
---来源/种属(rabbit,mouse,rat, human, goat等)
---react with (human, mouse, rat, chicken,sheep, cow, pig, guinea pig等)
---单抗(特异性高,亲和力弱,灵敏度低),多抗(特异性低,亲和力强,灵敏度高)
---分析样本中目的蛋白的结构性质(待测样本蛋白结构域,样品处理过程影响)
二抗
---根据一抗种属来源而决定二抗来源
---标记物的选择。有HRP, Biotin, FITC,CY3, CY5, PE
直标一抗
---适用于直接免疫实验(组化,荧光,流式,WB)特异性高,避免非特异染色,快速方便,敏感度低
---亲和性好的抗体才能进行抗体标记
抗体稳定性
--纯度,高纯度,保障其的稳定性
--浓度,高浓度减少容器表面吸附造成的物质损失,稳定性更好
抗体保存
--避免反复冻融,分装保存在-20℃
--复融抗体:如果一次用不完,将剩余母液保存在4℃,避免再冻起来
--抗体工作液:应该当天配制当天用完,4℃保存尽量不要超过1天
--大部分抗体收到后4℃短暂保存1~2周对抗体活性没有影响
--运输条件:一般的运输过程需要1~2周的时间,在低温4℃的条件下来完成的
三:免疫组化、免疫印迹对比——实验(样本)准备
实验准备-免疫组化实验样本
(新鲜,固定方式,充分脱水,防脱处理)
1.取材新鲜,及时固定:防止离体太久而发生组织自溶长菌,抗原扩散或丢失,易保存
2.固定液:
(1)醛类:形态结构保存好,穿透性强,组织收缩少;醛基与蛋白氨基交联形成羧甲基,使抗原决定簇不能充分暴露,需要抗原修复
- 4%多聚甲醛(常用,适用大多数组织,细胞)
- 10%福尔马林/甲醛(常用,脂肪类,脊髓类)
-戊二醛(微细结构保存好,用于电镜)
(2)醇类:穿透性强,脱水性强,易引起组织收缩,使蛋白变性作用轻,抗原可流失。
-乙醇,甲醇
(3)其他固定剂
-丙酮,抗原保存性好,脱色性更强,常用于部分细胞爬片
-混合固定剂,Bouni 液,Zamboni液,AAF液等
固定时间:醛类建议24小时以内,醇类,丙酮2小时以内,组织大小厚度略有差异
3. 充分脱水:保存时间长,防止裂片,保持组织结构,防止冰切形成冰晶
4. 防脱处理:防止掉片,多聚赖氨酸防脱切片,明胶和硫酸铬钾处理等
免疫组化切片类型
1.石蜡切片
易保存(干燥低温4~8℃保存),厚度3~6um,结构形态好,需要抗原修复,抗原活性偏低(烤片,固定等)
2.冰冻切片
不易保存(-80℃保存半年),厚度10~20um,形态结构较差,抗原活性高,不一定抗原修复,胞内核内抗原需打孔
冰冻切片是否需要抗原修复?如何固定?
(1)不能及时切片染色观察:可选择固定(24小时内)后切片,需要修复;或马上包埋切片后固定(10 min以内),可修复可不修复
(2)马上切片染色观察的,可不固定,可不修复
3.细胞爬片(贴壁,半贴壁,悬浮)
单层细胞,均匀爬片,选择合适的固定方式保证细胞形态,细胞周期同一化,不需要修复
---培养皿/平板 ---盖玻片爬片
实验准备-WB实验样本
新鲜制备,低温 裂解 (全蛋白,不包括核抽提、亚细胞器分离等)
裂解液,蛋白酶抑制剂,磷酸酶抑制剂
研磨(组织),液氮(小体积组织),超声波(细菌/细胞)
跑胶,蛋白定量
Notice:
防止蛋白降解,磷酸化蛋白防止去磷酸化
浓度低蛋白量少不易检测,浓度高裂解液粘稠不易吸取
分泌型蛋白,无血清细胞培养收集上清,TCA沉淀富集
四:免疫组化、免疫印迹对比——实验方案
实验方案-免疫组化 IHC-P
脱蜡和水化,时间由二甲苯新鲜程度和室温等综合决定
抗原修复,修复强度:高压修复>微波修复>胰酶修复;修复液多种,EDTA>柠檬酸;85~95℃处理约15min,自然冷却至室温
细胞通透,TritonX-100, >10 um厚切片
灭活内源性过氧化物酶和生物素,3% H2O2 10~12min
血清封闭,小牛血清、BSA、羊血清, 不能与一抗来源一致
抗体孵育,浓度*重要,温度决定反应速度,时间决定反应量
--- 4℃过夜(16~24h),次日37 ℃复温 30 min,反应温和,背景浅
--- 37 ℃ (1-2 h),反应速度快,时间短
--- 室温,无法保证每次环境温度控制在一定范围,不建议
抗体稀释液(PBS, 专用的, PH7.4)
切片清洗(浸洗、冲洗和漂洗,普通5 min*3 ,抗体10min*4)
DAB显色,由显微镜下控制显色时间,决定背景的深浅和特异性染色的深浅
复染,目的是形成细胞轮廓,从而更好地对目标蛋白进行定位,胞浆蛋白适当时间长一点,核蛋白则要短。
长期保存,高倍镜观察,需脱水透化
封片,中性树胶等封片,避免产生气泡
免疫荧光注意避光,防止荧光衰减淬灭,防止自发荧光现象
双标免疫荧光实验设计
2个间标抗体,需要不同host,不同的荧光标记物
2个直标抗体,可以同host,不同的荧光标记物
1个间标抗体+1个直标抗体,不同host,不同荧光标记物,两抗体可共同孵育
1个间标抗体+1个直标抗体,同host,不同荧光标记物,需先孵育间标+二抗,后再孵育直标
实验方案-Western blot
跑胶,分离胶浓度,转膜条件
膜的选择 0.45/0.22
--- NC,操作简单,强结合力,背景低,信噪比高,脆易卷,经不起多度洗涤,适用多种显色
---PVDF,蛋白截留力(强6倍)、机械强度、化学耐受性更强,不适用荧光,预处理
监测转膜
分子量(kDa) | 分离胶浓度 | 湿转条件 |
小于20 kDa | 15% | 200 mA 30 min |
20~100 kDa | 8%~12% | 200mA 50 min |
100~200 kDa | 6%~8% | 200 mA 90 min |
200~300 kDa | 6% | 200 mA 120 min |
封闭,5%脱脂奶粉/血清封闭(4℃过夜,或37℃ 摇床1~2 hour)
抗体孵育(4℃过夜,或37℃ 摇床 1~2 hour)
抗体稀释液
洗膜 (3~4次,7~10min/次)
曝光
免疫组化结果常见问题分析
结果阴性的原因
1. 抗体浓度和质量问题以及抗体来源选择错误;
2. 抗原修复不全,换修复液或加强修复;
3. 组织切片本身这种抗原含量低,设阳性对照片;
4. 血清封闭时间过长;DAB 孵育时间过短;
6. 细胞通透不全,抗体未能充分进入胞内参与反应。
非特异性染色的原因(着色一片黄/背景深)
1. 抗体孵育时间过长,抗体浓度;
2. 多抗易出现非特异性,可选择单抗;
3. 内源性过氧化物酶和生物素灭活不够;
4. 非特异性组分与抗体结合,延长血清封闭时间;
5. DAB 孵育时间过长或浓度过高;
6. PBS 冲洗不充分,残留抗体结果增强着色;
7. 标本染色过程中经常出现干片;
8. 脱蜡不充分;
9. 二抗与标本的内源性组织蛋白有交叉反应。
染色弱阳性
1. 固定方式不当或固定时温度过高,影响到抗原的数量和质量;
2. 不适当的抗原修复方式,抗原决定簇暴露不足;
3. 抗体的稀释度是否过高或者孵育的温度/时间不足;
4. 孵育抗体前切片上遗留了过多的冲洗液;
5. 孵育时切片未放置水平,导致抗体孵育不均匀。
信号定位与预测不符的原因
1. 组织固定不及时,抗原扩散移位;
2. 抗体选择错误;
3. 膜蛋白核质染色:抗原修复过长,导致细胞膜破坏,膜蛋白转移。
WB结果常见问题分析
1. 无条带:抗体用错,转膜出错,抗原无表达,试剂失效等;
2. 细微弱带:上样量少,抗体浓度低,ECL发光液失效等;
3. 高背景:封闭不够,一抗浓度高,洗膜不充分;
4. 非特异性条带:抗体特异性差,也可能样品量大,抗体浓度高;
5. 条带出现边缘规则的白圈:转膜时膜和胶之间有气泡;
6. 条带中间出现白色:高浓度HRP把底物消耗过快后不发光;
7. 膜上很多黑点:膜上杂质与抗体非特异结合,洗膜充分,封闭液混匀;
8. 条带拖尾:蛋白裂解不好,蛋白量大,抗体孵育时间长,浓度高等;
9. 出现非均一性背景:洗抗体和发光时膜出现风干情况;
10. 条带弯曲不平整:胶配置不均匀,胶中有气泡杂质,玻璃板没洗干净,电流不均一等;
11. 条带蛋白分子量偏高/偏低:分离胶浓度选择不恰当,蛋白质降解;
12. 所有条带练成片:上样量大或电泳中途停止过长,样品弥散。
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