WB实验指南 | 流程/操作/注意事项/常见条带问题/解决方案大全

在主流分子生物学与细胞机制研究实验中,绝大多数核心技术的实验结论,最终都需要依托WB实验完成蛋白层面的验证与佐证。如Co-IP、Pull-down、IP-MS、CETSA、检测细胞凋亡、通路活化、基因过表达与敲低的功能实验等,最终均需依靠WB实验进行结果展示。所以,WB实验广泛应用于蛋白互作、药物药效验证、疾病标志物筛选等各类科研场景。


本文针对WB实验各步骤展开了详细解读,包含实验流程、具体操作注意事项、常见条带问题与解决方案等,老师可根据需求滑动至相应小标题处阅读。

一、WB实验标准流程






二、WB实验前准备阶段


实验前期的调研与准备工作至关重要,也是规避条带异常、结果假阳性、数据无法解释等问题的核心前提。


1、目的蛋白的基础信息

明确蛋白分子量、组织表达特异性、可变剪切形式及翻译后修饰特征,同时规范规划上样顺序、严格设置各类实验对照,为后续实验开展与结果分析筑牢基础,也能在结果出现偏差时快速定位问题、高效排查溯源。


在蛋白背景调研中,可依托权威数据库与相关文献,精准掌握蛋白核心信息,适配不同研究需求:


1、目的蛋白的组织、细胞表达分布与基础表达丰度:

BioGPS:参考不同种属样本的mRNA表达水平,预判样本适配性

HPA数据库:查阅人类蛋白的组织与细胞定位特征,匹配实验样本选择


2、蛋白详细属性、亚型及修饰信息

UiProt:查询蛋白官方名称、功能定位、可变剪切体、基础理化性质

PhosphoSitePlus:明确蛋白修饰位点、激活条件、表达丰度及诱导刺激方式,有效避免因不了解蛋白修饰特性导致的条带缺失、杂带干扰等问题。



2、标准化的实验前置设计


①实验前需提前根据蛋白分子量确定胶浓度、电泳及转膜参数;

②合理规划样本点样顺序,保证组别排布规整、操作规范,规避上样误差;

③必须设置完善的实验对照:阳性对照选用明确高表达目的蛋白的样本,验证抗体有效性与实验体系可行性;阴性对照选取无目的蛋白表达的样本,排除抗体非特异性结合、试剂污染等干扰;搭配内参对照校正上样误差。




三、WB实验流程注意事项


1、蛋白样品制备


蛋白样品制备是WB实验的第一步,也是决定条带清晰、无降解、无杂带的关键步骤。不同来源的实验样本,蛋白提取方式存在明显差异,需根据样本类型选择适配的提取方案,同时严格遵循低温、防降解的核心原则,最大程度保留蛋白完整性与活性。


1)不同样本类型提取方案

① 细菌样本:收集菌液后离心去除上清,采用等渗中性溶液反复洗涤菌体,去除残留培养基杂质,后续配合专用细菌蛋白抽提试剂盒进行蛋白提取,保障细菌蛋白的完整析出。

② 细胞样本:优先选择培养皿原位裂解或细胞刮收集细胞后裂解,不建议使用胰酶消化,避免胰酶作用破坏蛋白结构、导致蛋白降解或表达异常,影响实验结果准确性。

③ 植物组织样本:使用蛋白质提取液或专用植物蛋白抽提试剂盒,有效去除杂质干扰,高效提取高质量总蛋白。

④ 动物组织样本:可选用标准RIPA裂解液或适配的组织裂解液进行裂解,配合低温研磨、超声破碎处理,充分破碎组织细胞,释放完整蛋白,适配常规动物组织蛋白检测实验。


2)样品制备核心注意事项

无论何种样本类型,蛋白提取全程需严格把控防降解、防失活关键细节。

②若实验需检测磷酸化蛋白、乙酰化蛋白等修饰型蛋白,需额外添加磷酸酶抑制剂,杜绝修饰位点丢失,保障蛋白修饰状态真实可测。

③所有裂解、静置、离心操作全程冰上进行,低温环境可最大程度抑制酶活性、延缓蛋白降解。



2、凝胶电泳


1)选择合适的蛋白Marker

蛋白 Marker 是一组已知分子量的混合蛋白,在实验中充当分子量参照标准,主要作用:

①判定目标蛋白的分子量;

②观察电泳分离效果,把控实验进程;

③检验蛋白转膜是否充分、完整。


不同的蛋白Marker



2)选择合适的凝胶浓度

根据蛋白分子量的大小,选择合适浓度的分离胶,可参考凝胶配置试剂盒中的说明书,或者参考文献。配胶的APS需要在4℃的冰箱中保存。注意,配胶的时候,胶需要充分混匀。配胶的试剂中,APS与TEMED是促凝剂,所以在加促凝剂之前,需先把其他组分混匀。


不同浓度胶对应蛋白分子量




3)电泳电压、电流设置 & 跑胶时间

WB 电泳分浓缩胶和分离胶两个阶段,主流采用恒压模式,先用80 V恒压电泳至溴酚蓝指示剂到浓缩胶与分离胶交界处,成线状,改为恒压120 V直至溴酚蓝电泳到凝胶底部,此过程约用时1.5 h;也可使用恒流模式。


根据实验要求可以进行适当调整,蛋白条带较大时,可延长电泳时间;条带较小时,参照预染Marker条带决定电泳时间。小分子蛋白极易随溴酚蓝跑出凝胶,临近终点时多观察,切勿过度跑胶。


电泳示意图




3、转膜 


转膜是WB实验中决定条带完整度、均匀度的关键步骤,转膜条件不当极易造成条带空白、缺失、深浅不均、转膜不全或过度转膜等问题。为保证蛋白能够完整、均匀地从凝胶转移至膜上,实验过程中需严格遵循以下操作要点。


1)实验前需提前配制转膜缓冲液并放置4℃预冷备用,保证全程低温转膜环境,可最大程度维持转膜体系稳定。

2)组装“滤纸-胶-膜”三明治结构时,需逐层仔细检查并赶除气泡,胶与膜之间绝对不能残留气泡,否则会阻断蛋白转移,造成条带白斑、缺块、转膜不均等现象。组装时严格遵守黑胶白膜原则,转膜夹黑色面贴近凝胶、白色面贴近膜,保证电极方向正确,避免出现反向转膜、完全无条带等问题。



3)转膜过程中可通过观察转膜槽内是否持续产生细小气泡,直观判断转膜是否正常进行。

4)根据目标蛋白分子量选择适配孔径膜材:小分子蛋白优先选用0.22 μm PVDF膜,避免蛋白穿膜丢失;大分子蛋白选用0.45 μm PVDF膜,保证转膜效率。



4、封闭 


封闭的目的,就是用一种惰性的、非靶标的蛋白质或分子去“填满”这些空位,把非特异性结合位点“堵住”,让后续加入的一抗、二抗只能特异性结合到目标蛋白上,从而获得清晰、干净、特异的条带信号。


1、不同封闭试剂的选择

脱脂奶粉:非磷酸化蛋白检测、非生物素系统检测(如HRP或AP直接标记二抗)

牛血清白蛋白 (BSA):万能首选,尤其推荐用于:磷酸化蛋白检测、使用生物素-亲和素系统的检测、需要高稳定性和可重复性的实验、PVDF膜。


2、封闭时间

常规范围: 室温 (RT) 摇床封闭 1小时 。对于背景特别高或膜结合能力强的样品,可延长至 1.5-2小时。

低温过夜: 4°C 过夜封闭



5、抗体孵育 


抗体孵育是核心检测步骤,其原理基于抗原-抗体特异性结合的免疫学反应,通过一级抗体(一抗)和二级抗体(二抗)的级联放大效应,实现对目标蛋白的高灵敏度检测。

通常根据抗体说明书按比例进行现配现用,避免反复冻融;孵育温度一般为室温或4°C,后者适用于低丰度靶标以提升信噪比;摇床温和震荡确保均匀接触;一抗孵育时间通常为常温1–2小时或4°C过夜,二抗则多为室温1小时;每次孵育后需用TBST充分洗涤3–5次,每次5分钟,以减少非特异性结合。


抗体孵育原理示意图




6、显影分析 


通常采用化学发光法进行显影,注意试剂需要按比例现配现用。


化学发光显影原理示意图

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