Western Blot

蛋白質免疫墨點(Western Blot,WB)是分子生物學、生物化學及臨床醫學領域中最常用的蛋白分析技術之一,核心用於檢測樣本中特定蛋白質的表達水平、分子量驗證及蛋白修飾(如磷酸化、乙醯化)分析。其憑藉高特異性、高靈敏度的優勢,成為蛋白表達研究中不可或缺的核心手段。WB 技術廣泛應用於基礎科研與臨床檢測:基礎研究中可用於驗證基因表達產物、分析蛋白相互作用、探究訊號路徑活化狀態;臨床場景中可輔助腫瘤標記物檢測、病原體篩查與疾病分型診斷等。相較於其他蛋白檢測技術,WB 能同時實現蛋白定性與半定量分析,為科研結論與臨床診斷提供可靠的實驗依據,被譽為蛋白表達分析的「黃金標準」。

原理介紹

WB 實驗核心基於抗原與抗體的特異性結合原理,藉助膠體電泳的分離特性與訊號放大技術,實現對目標蛋白的定性、半定量分析與分子量驗證,核心原理如下:目標蛋白作為抗原,具有獨特的抗原決定位,可與針對該位點的特異性一抗發生高度專一性結合,形成抗原-一抗複合物。為實現訊號視覺化,需加入標記二抗,二抗可特異性辨識並結合一抗的恆定區,建構「目標蛋白-一抗-二抗」三級複合物體系。二抗通常標記有酶(如辣根過氧化酶、鹼性磷酸酶)或螢光基團,標記物可透過特定反應產生可偵測訊號——酶標記二抗可催化化學冷光受質(如 ECL)產生螢光訊號,螢光標記二抗可直接發出特定波長螢光。透過偵測訊號的有無、強弱及位置,即可判斷目標蛋白是否存在、表達水平高低及分子量大小,為蛋白相關研究提供精準依據。

文獻案例

《cell death & disease》發表題為「Role of the PI3K/AKT signaling pathway in the cellular response to Tumor Treating Fields (TTFields)」的論文。研究以人類膠質母細胞瘤 U87 細胞為模型,設置對照組、TTFields 單獨處理組及 PI3K 抑制劑聯合 TTFields 處理組,經對應處理後提取各組細胞總蛋白,採用 WB 技術檢測 PI3K/AKT 路徑關鍵蛋白及自噬、凋亡相關蛋白的表達水平。結果顯示,TTFields 單獨處理可顯著下調細胞中磷酸化 PI3K(p-PI3K)、磷酸化 AKT(p-AKT)及下游 mTOR 蛋白的表達,同時上調自噬相關蛋白 LC3-II/LC3-I 比值及凋亡相關蛋白 Caspase-3 的活化水平。而 PI3K 抑制劑聯合 TTFields 處理後,上述蛋白表達變化更顯著,p-AKT 表達水平進一步降低,細胞凋亡率明顯升高,提示抑制 PI3K/AKT 路徑可增強腫瘤細胞對 TTFields 的敏感性。該研究透過 WB 技術精準驗證 PI3K/AKT 路徑的活性狀態與腫瘤細胞對 TTFields 的應答密切相關,為透過標靶 PI3K/AKT 路徑提升 TTFields 治療效果提供明確實驗支撐,也凸顯 WB 技術在腫瘤治療機制研究中的核心價值。

送樣標準

重組載體(N 端 / C 端融合載體)

濃度≥500ng/μL,體積≥50μL,-20℃ 保存,冰袋運輸;需附帶測序報告及載體圖譜

植物材料(用於原生質體製備)

新鮮葉片 / 癒傷組織>1g / 份,4℃ 冷藏運輸,24h 內送達;需註明植物品種及生長狀態

動物細胞株 / 原生質體

細胞株需提供活力>90% 的凍存細胞,乾冰運輸;原生質體需新鮮製備,冰袋運輸,12h 內送達;需註明細胞類型及培養條件

基因序列資訊

誘餌蛋白 / 獵物蛋白基因序列(FASTA 格式),需明確切割位點及融合方向

交付內容

樣品質檢報告

包含蛋白濃度測定結果(BCA 法 / Bradford 法)、蛋白完整性驗證(SDS-PAGE 電泳圖)、實驗耗材與試劑品質檢測說明。

原始實驗資料

WB 實驗原始顯影圖(包含目的蛋白、內參蛋白條帶)、灰階值定量原始資料、電泳與轉印參數記錄。

資料分析報告

目的蛋白分子量驗證結果、灰階值分析統計圖(目的蛋白/內參蛋白灰階比值)、蛋白表達水平半定量結論、實驗結果解讀。

常見問題

①樣本中目標蛋白含量過低,可增加上樣量或優化蛋白萃取方法;②一抗特異性差或效價低,需更換優質一抗並優化孵育濃度、時間;③轉印失敗,可能是轉印參數不當(電流、時間)或膜處理不佳,可調整轉印條件並檢查膜的完整性;④顯影系統故障,需更換 ECL 試劑或檢查成像儀狀態。

①蛋白樣本降解,需在萃取過程中添加足量蛋白酶抑制劑,全程低溫操作;②膠體濃度不適,可根據目標蛋白分子量調整膠體濃度(小分子蛋白用高濃度膠體,大分子用低濃度膠體);③上樣量過多導致蛋白過載,需減少上樣量;④一抗濃度過高產生非特異性結合,可降低一抗濃度並延長封閉時間。

①優化封閉條件,延長封閉時間或更換封閉液(如脫脂牛奶換 BSA);②調整一抗孵育條件,降低濃度、縮短孵育時間或提高孵育溫度;③增加洗膜次數與時間(用 TBST 緩衝液充分洗滌),去除非特異性結合的抗體;④選用特異性更高的一抗(如單株抗體替代多株抗體)。

①確保上樣量一致,提前精準測定蛋白濃度並調整樣本體積;②檢查內參抗體特異性,避免內參蛋白降解;③優化電泳與轉印條件,確保蛋白均勻分離與轉印;④若內參條帶差異過大,需重新萃取蛋白並進行實驗,保證實驗重複性。

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