本文经授权转载自公众号 晨蕾

最近师弟师妹们走进了实验室,对一些“看似复杂”的计算问题有些抓瞎,马上要离校了,为你们做一个最后的整(Gan)理(Huo),将Western Blot(简称WB)实验的蛋白浓度定量和计算上样体积的方法写在这里,希望能给你们提供一些帮助。

WB实验的成败在每个细节里,最开始的也是最重要的。蛋白定量的方法有很多种,基本上都是“用已知求未知”的方法,在这里主要介绍的是 BCA蛋白浓度定量的方法 。拿到BCA蛋白定量试剂盒后按照说明书,准备好所需要的东西,按照步骤一一加入,最后的Cu(绿色试剂)按最快的速度加,有条件的可以用排枪加,这时会看到有些孔的颜色会呈深紫色、紫色、淡紫色、淡绿色等,这里可以大致用肉眼估计一下样品的浓度差异,A孔是标孔中浓度最高的,所以样品孔中的颜色不能比A孔的颜色深,按照说明书规定的时间完成所需操作,放入酶标仪,测出吸光度(OD值)。需要补充的是标准品(A-I)需要加三排复孔,求平均值后拟合线性方程(我做了一排,你们再做时要做三排哦

图1 96孔板加样后(原则上酶标板的板底是不能用手去触碰的,一般拿的是 侧壁 )

图2 酶标仪测出的OD值

原谅我96孔板位置放反了

,酶标仪这个图片大家旋转180°看,A-I是试剂盒中标准品各浓度的OD值,a-e是样品(组织抽提的上清液和试剂的混合液体),为避免误差影响需加3个复孔,这里我做示范列2个复孔。如果你所用的酶标仪可以加标曲,设置添加趋势线、公式和R²。如果只有上图这些数字,也不慌张,我们可以用神奇的EXCEL表格绘制标曲。

首先,先告诉大家 为什么要制作标曲 。试剂盒中提供了标准品,并按照不同的稀释比例有对应的浓度,A-I的浓度和OD值都是已知的,所以根据已知的数据可以得出A-I形成的趋势线公式,R²要为0.99,无限趋近于1。刚才所说的样品孔的颜色不能比A孔深,原因就在这里,这条趋势线的公式只适用于≥I孔和≤A孔区间范围内的所有OD值,这就是通过已知的标曲的趋势线公式,求未知的样品浓度。

接下来,教大家如何绘制趋势线得出公式:

1.用鼠标左键选中A-I的吸光度和浓度(只选数字),这里请注意,原则上讲,标准线需要三个复孔求平均值后拟合线性方程

图3 标准品OD值和浓度

2.点插入图表,选中XY(散点图)中的第一个图

图4 插入xy散点图

3.选中生成的图表任意一个蓝点,点击右键,选中添加趋势线

图5 选择添加趋势线

4.勾选“线性”“显示公式”“显示R平方值”

图6 设置趋势线选项

5.然后就得到了这样一张图表, X轴是OD值,纵轴是浓度 ,图表的右上方是R²=0.9937,公式是可以用的,所以样品孔浓度就可以用这个公式计算

图7 生成图表

接下来就可以 用EXCEL表格计算蛋白浓度和上样体积了

图8 根据不同浓度计算得出不同上样体积

1.平均值是复孔1和复孔2的总和除以2;

2.将算出的OD平均值(x)代入y=1196.1x-179.87,计算出样品孔的浓度(y);

3.如果在测OD值时,样品孔的OD值大于A孔的OD值,就说明样品孔的浓度偏大(不能代入公式计算浓度),需要成倍稀释后再次测OD值,直到测得的样品OD值在I-A范围之间,即可代入公式计算浓度。根据经验,4°离心后的上清液颜色如果偏黄,蛋白浓度一般很大,需要稀释,蛋清色的上清会比偏黄色的上清浓度略低,所以建议加到96孔板里的蛋白上清液最好稀释一定比例,避免返工。这一步适用于加了稀释液、浓度偏大的样品,在得出y的基础上乘以稀释倍数,得到蛋白的真正浓度;

4.因为标准品的浓度单位是μg/ml,而后面的上样体积单位为μl,所以换算成μg/μl;

5.上样时不单单是蛋白上清液,还要加入成比例的上样缓冲液,这里以5X上样缓冲液为例(4μl的蛋白上清配1μl的上样缓冲液,4:1的关系),所以这一步的上样浓度就变成:蛋白浓度(μg/μl)乘以0.8;

6.上样的总量是一定的,可以是30μg,也可以是50μg,这个值可以通过曝光后条带的颜色深浅来改变总量的多少。上样体积就是上样总量÷上样浓度,这样就算出来每组样品需要加多少μl的上样体积跑胶啦。还有一点要注意的是,如果样品的浓度很低,测出来的体积就会大,因为一个梳子孔最多能注入25μl,尽量不要超过20μl为好,否则跑出来效果不佳。

此方法的优点是计算简单、易懂,缺点是上样时需不断调枪,蛋白需求量大。

例如现在已经算出5组蛋白的浓度,如下图:

图9 已算出蛋白浓度的5组数据

这里所得出的浓度是蛋白的真正浓度(没有加入上样缓冲液),为了使5组样品浓度达到一致,需要加入不同体积的稀释液(用提蛋白的裂解试剂液),以达到等体积上样的目的。 稀释的浓度必须是比5组蛋白浓度要更低的一个数值,这里最低是6.99μg/μl,所以我们选择统一稀释到5μg/μl,如果一个样制备100μl的体积,这个小离心管里的终浓度就为5μg/μl×100μl=500μg。总体积100μl包括:①样品(上清+稀释液)(80μl)②上样缓冲液(20μl),①中的上清体积=终浓度500μg÷对应蛋白浓度μg/μl,稀释液体积=80μl-上清体积。这样就算出来需要加多少蛋白上清和稀释液了。

图10 计算所需上清体积和稀释液体积

以这种方法制备的样品上样体积是一定的,可以统一为5μl、8μl、10μl、15μl等。 此方法的优点是不用反复调枪,上样体积均匀一致,缺点是计算复杂,需要再次加入试剂。

以上是WB实验蛋白定量和计算上样体积常用的两种方法。整个实验过程,有些可以粗,有些必须细,实验结果的完美呈现,都是在一次次失败中总结出来的,失败并不可怕,而是上天又赋予你一次改进的机会,心里要时刻准备接受失败,耐心和毅力是陪伴你的实验伙伴,Good Luck!

最后特别感谢医学实验中心 李倩老师、王冲老师,王萌博士,唐梦凡、谭福红、芮冉、杨柳笛 同学对本次实验的帮助,以及对本文的修正。

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