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【Proteintech】 免疫螢光結果不理想,可能是固定劑和通透劑的鍋?!

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【Proteintech】 免疫螢光結果不理想,可能是固定劑通透劑的鍋 ?!

在所有抗體相關實驗當中,如果說西方點墨法(WB, Western blot)是最樸素無華的,那免疫螢光(IF,​ Immunofluorescence)一定是最絢爛奪目的那個!

道理我們都懂,IF實驗也做完了~
可是,為什麼我的蛋白定位和別人做的不一致呢?

FEN1抗體(貨號:14768-1-AP)染NIH/3T3細胞

FEN1是一種結構特異性核酸酶,理論上應在細胞核 (nucleus) 表達,前人研究中免疫螢光結果與預期一致,細胞核染色(左圖)。而右圖為使用相同的抗體anti-FEN1(貨號:14768-1-AP)染乙醇固定的NIH/3T3細胞 ,結果細胞質染色,與預期及前人結果相悖。

不要慌! 作為抗體應用專家,免疫螢光小能手,小編這就給研究人員們整理一些,為什麼會出現螢光信號不符的情況?究竟是什麼原因呢?

1. 固定劑
做過細胞IF實驗的小夥伴都知道,在取得樣本之後,很重要的一步就是要對細胞進行固定。固定,顧名思義就是將細胞“固定”起來,這樣能長久的保持細胞形態和抗原狀態,讓抗原能夠與抗體更充分且更穩定地結合。

可有多少實驗者知道,固定劑也會影響蛋白(抗原 antigen)的亞細胞定位(指某種蛋白或表達產物在細胞內的具體存在部位。例如蛋白於核內、胞質內或者細胞膜上存在)實驗結果?

例如,我們研究部分核蛋白(nucleoprotein)時發現如果採用乙醇(ethanol)固定,就會出現細胞質(cytosol)染色的結果。

B23/NPM1抗體(貨號:60096-1-Ig)染MCF-7細胞

左圖4%多聚甲醛(Paraformaldehyde, PFA)固定MCF-7細胞(細胞核染色-陽性),右圖乙醇固定(細胞質染色-非特異性染色)。

而當我們用E-cadherin抗體染細胞膜時,如果採用的是4%多聚甲醛固定,也會出現細胞核假陽性信號。

E-cadherin抗體(貨號:20874-1-AP)為細胞膜染色

左圖4% PFA固定MCF-7細胞(細胞核染色-非特異性染色),右圖乙醇固定(細胞膜染色-陽性)。

顯然,固定劑確實會影響到蛋白(抗原antigen)的亞細胞定位實驗結果。不同固定劑的作用原理不同,不同目標蛋白及所用抗體特性不同,都可能影響到固定劑使用效果。

因此選對合適的固定劑對於準確的 IF 數據是至關重要的

那麼該如何挑選合適的固定劑呢?且往下看:

常用的固定劑種類很多,一般常用固定劑可分為兩大類:可溶性溶劑交聯劑
可溶性溶劑: 如丙酮(Propanone/Acetone)、乙醇等能去除脂類物質並使細胞脫水,把蛋白質沉澱在細胞結構上。
交聯劑: 如 PFA 可以通過自由氨基基團把生物分子橋連起來,形成一個相互連接的抗原網。

組織或細胞經過固定後可使胞內蛋白凝固,減少或終止外源性酶(Exogenous enzymes)和內源性酶(Endogenous enzymes)的反應;保持組織或細胞的抗原性,避免抗原發生彌散;保持組織和細胞的固有形態和結構。

不同類型固定劑優缺點如下:

 可溶性溶劑
(丙酮及醇類固定劑)
交聯劑
(醛類固定劑)
優點1.固定時間快2.對組織穿透性強,抗原免疫活性保存較好3. 結構清晰,染色鮮豔4.可溶解膜磷脂(Membrane phospholipid),無需額外通透1.成本較低2.組織收縮較少,損傷少,保存固有物質較好3.固定均勻,穿透性強4.能使組織硬化,增進組織彈性,有利於切片5.能保存脂肪及脂類物質
缺點1.具有揮發性和毒性大量接觸和吸入對人體有害2.對組織脫水性強,使組織收縮較大1.具有毒性及揮發性還可能導致標本乾涸2.產生福爾馬林色,影響觀察效果Tip:
福爾馬林色又稱甲醛色素,為棕色或棕黑色的沉積物,多出現於血液豐富的組織、出血的損傷區域以及充血的大血管中3.含雜質較多如甲醇,鈍化酵素活性,影響反應

Proteintech根據多年抗體開發以及蛋白檢測經驗,總結了一份【不同細胞器首選固定劑方法】,提供實驗者參考

不同細胞器首選固定方法
亞細胞器首選固定劑亞細胞器首選固定劑
細胞膜
Cytoplasmic membrane
A或B纖毛
Cilia
A
細胞核
Nucleus
A黏著斑
Adhesion plaque
B 或 A
細胞核膜
Nuclear envelope
B 或 A溶酶體
Lysosomes
A 或 B
細胞核仁
Nucleolus
B線粒體
Mitochondrion
A
核醣體
Ribosome
B過氧化物酶體
Peroxisomes
A或B
高爾基體
Golgi complex
A自噬體
Autophagosome
B
內質網
Endoplasmic reticulum
A細胞骨架(微管)
Microtubule
A
中心體
Centrioles
B細胞骨架(微絲)
Microfilament
A 或 B
紡錘體
Spindle apparatus
A細胞骨架(中間纖維)
Intermediate filament
B
Tip:
A:交聯固定劑,PFA等
B:有機溶劑,丙酮、甲醇、乙醇等

當然,固定劑的選擇其實是沒有通用的規則,以上表格也是經驗之談,不排除有特殊情況。如果沒有達到預期的實驗效果,小夥伴們也可以嘗試更換其他固定試劑。

2. 通透劑
說到了固定劑,那就必須聊一下通透劑,通透劑沒選好同樣會造成IF結果不理想。
交聯固定劑比有機溶劑能更完整的保持細胞結構,保存脂類物質,但也會因此而阻礙抗體-抗原的結合,甚至屏蔽抗原表位(Antigenic epitope),造成陰性檢測結果。
因此可能需要增加一個通透步驟以使抗體能夠順利進入並接觸抗原。我們可以根據目標所處的位置進行選擇使用或者不使用通透劑,以及選擇何種強度的通透劑。

1)檢測胞外表位 如:細胞膜表面蛋白(Membrane protein)、膜整合蛋白(Integral membrane protein)的胞外段等
   無需進行通透,固定之後即可檢測。

2)檢測胞內表位 如:膜整合蛋白的胞內段、細胞骨架蛋白、細胞器膜外蛋白等
則需選擇較溫和的細胞通透劑:Digitonin、Leucoperm、Saponin或Tween 20等,這些細胞通透劑能夠在細胞膜上打孔,增加通透性,使抗體進入胞質中並識別胞質中的抗原表位。

3)檢測有膜细胞器内表位 如:核內蛋白、線粒體內的蛋白等
則需要採用強通透劑:Triton X-100和NP-40等,可以部分溶解細胞核膜等細胞器膜結構,使抗體進入細胞器內部識別抗原並結合抗原表位。

3. 其他可能性
總而言之呢,免疫螢光結果不理想,可能的原因非常多,其中固定劑和通透劑的選擇也至關重要的一步,希望大家要牢記!

除此之外的可能原因,倍思特小編總結了一份【免疫螢光疑難解析】,針對各種不理想情況解析了各種可能性,希望對大家有所幫助!

免疫螢光疑難解析
效果原因解析
染色淺/無封閉(Blocking)時間過長封閉時間應保持常溫 1h 左右,或 4℃ 過夜
抗體濃度過低,作用時間較短提高抗體濃度,作用時間不可少於 1h
抗體作用溫度不當25-30℃ 作用時間 1-2h如需過夜應置於 4℃ 冰箱內
操作過程中緩衝液殘留過多,間接稀釋抗體濃度每步驟用於沖洗的緩衝液盡量瀝乾
濾光片選擇不合適更換濾光片
染色深封閉時間過短封閉時間應保持常溫 1h 左右,或 4℃ 過夜,可適當提高封閉液濃度
抗體濃度過高或者作用時間過長 降低抗體濃度,抗體作用時間:室溫 1-2h 或 4℃ 過夜
洗滌不充分增加緩衝液洗滌次數和時間
染色定位不對組織細胞中無抗原設立陽性對照,以驗證實驗結果;換其他組織細胞檢測驗證
固定方法不當固定劑可分為交聯固定劑和可溶性溶劑固定劑,嘗試換不同類的固定劑處理抗原樣品

相關資訊:

  1. 【ABreal】【Proteintech】 FlexAble Antibody Labeling Kits
     
  2. 【ABreal】免疫螢光染色(IF)實驗—如何減少自體螢光產生?
     
  3. 【ABreal】免疫螢光染色(IF) 實驗—如何直達完美多重染色?
     
  4. 【Proteintech】Immunofluorescence Introduction
     
  5. 【Proteintech】Standard protocols

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