westernblotting的原理、操作步驟及意義

一。免疫印跡法

    免疫印跡法（immunoblotting test，IBT）亦稱酶聯免疫電轉移印斑法（enzyme linked immunoelectrotransfer blot，EITB），因與Southen早先建立的檢測核酸的印跡方法Southen blot相類似，亦被稱為Western blot。免疫印跡（western blotting）是在蛋白質電泳分離和抗原抗體檢測的基礎上發展起來一項檢測蛋白質的技術。它將SDS聚丙烯酰胺凝膠電泳的高分辨力與抗原抗體反應的特異性相結合。典型的印跡實驗包括三個步驟①蛋白質的電泳分離；②將電泳后凝膠上的蛋白質轉移至固體膜上，用非特異性，非反應活性分子封閉固體膜上未吸附蛋白質區域；③免疫學檢測。免疫印跡克服了聚丙烯酰胺凝膠電泳后直接在凝膠上進行免疫學分析的弊端，極大地提高了其利用率、分辨率和靈敏度，使其成為使用最廣泛的免疫化學方法之一。

第一階段為SDS—聚丙烯酰胺凝膠電泳（SDS-PAGE）。抗原等蛋白樣品經SDS處理后帶陰電荷，在聚丙烯酰膪凝膠中從陰極向陽極泳動，分子量越小，泳動速度就越快。此階段分

離效果肉眼不可見（只有在染色后才顯出電泳區帶）。第二階段為電轉移。將在凝膠中已

經分離的條帶轉移至硝酸纖維素膜上，選用低電壓（100V）和大電流（1～2A），通電45min

轉移即可完成。此階段分離的蛋白質條帶肉眼仍不可見。第三階段為酶免疫定位。將印

有蛋白質條帶的硝酸纖維素膜（相當于包被了抗原的固相載體）依次與特異性抗體和酶

標第二抗體作用后，加入能形成不溶性顯色物的酶反應底物，使區帶染色。常用的HRP

底物為3，3，—二氨基聯苯胺（呈棕色）和4-氯-1-萘酚（呈藍紫色）。陽性反應的條帶清晰

可辨，并可根據SDS-PAGE時加人的分子量標準，確定各組分的分子量。本法綜合了

SDS-PAGE的高分辨力和ELISA法的高特異性和敏感性，是一個有效的分析手段，不僅

廣泛應用于分析抗原組分及其免疫活性，并可用于疾病的診斷。在艾滋病病毒感染中此

法作為確診試驗。抗原經電泳轉移在硝酸纖維素膜上后，將膜切成小條，配合酶標抗體

及顯色底物制成的試劑盒可方便地在實驗室中供檢測用。根據出現顯色線條的位置可判

斷有無針對病毒的特異性抗體。

Westernblot 實驗步驟及注意事項 

一.實驗步驟 

1. 組織塊稱重 

2. 利用液氮、研缽粉碎組織塊 

3. 加入RIPA緩沖液（每克組織3 ml RIPA），PMSF（每克組織30μl，10 mg/ml PMSF），利用Polytron進一步勻漿（15,000轉/分*1分鐘）維持4℃ 

4. 加入PMSF（每克組織30μl，10 mg/ml PMSF），冰上孵育30分鐘 

5. 移入離心管4℃ 約20,000 g（約15,000轉）15分鐘 

6. 上清液為細胞裂解液可分裝-20℃保存 

7. 進行Bradford比色法測定蛋白質濃度 

8. 取相同質量的細胞裂解液（體積*蛋白質濃度），并加等體積的2×電泳加樣緩沖液 

9. 沸水浴中3分鐘 

10. 上樣 

11. 電泳（濃縮膠20mA，分離膠35mA） 

12. 電轉膜儀轉膜（100mA 40分鐘） 

13. 膜用麗春紅染色，膠用考馬斯亮藍染色 

14. Westernblot 試劑盒顯色 

15. 分析比較記錄 

western blot的實驗步驟及注意事項的資料 

1. 把聚丙烯酰胺凝膠中的蛋白質電泳轉移到硝酸纖維膜上。 

1）轉移緩沖液洗滌凝膠和硝酸纖維素膜，將硝酸纖維素膜鋪在凝膠上，用5ml移液管在凝膠上來回滾動去除所有的氣泡。 

2）在凝膠/濾膜外再包一張3mm濾紙（預先用轉移緩沖液浸濕），將凝膠夾在中間，保持濕潤和沒有氣泡。 

3）將此濾紙/凝膠/薄膜濾紙按照廠家建議方法放入電泳裝置中，凝膠面向陰極。 

4）將上述裝置放入緩沖液槽中，并灌滿轉移緩沖液以淹沒凝膠。 

5）按照廠家所示接通電源開始電泳轉移。 

6）轉移結束后，取出薄膜和凝膠，棄去凝膠。 

2. 將薄膜漂在氨基黑中快速染色，直至分子量標準顯現時取出，記錄下標準位置。 

3. 用100ml水洗滌纖維素膜，必要時可用脫色緩沖液。 

4. 膜置印跡緩沖液中于37℃保溫1小時。 

5. 室溫下，用PBS-Tween緩沖液洗滌薄膜。 

6. 用封口機將薄膜封入塑料袋中，盡可能不留空氣。 

7．袋的一角剪一緩沖液的小口，用透析袋夾緊。 

8．混合：NGS(100微升)，印跡緩沖液中的抗體（10毫升），加在裝薄膜的袋中，于室溫下搖動2小時（或4℃過夜） 

9．用總體積300ml PBS-Tween緩沖液，分4次在一淺盤中洗滌薄膜，每次75ml。 

10. 將連接生物素的羊抗兔IgG（40微升溶于10毫升印跡緩沖液/100微升 NGS）加在袋內，于室溫下搖動1小時。 

11．按步驟9洗滌。 

12．加入抗生素蛋白-HRP（40微升溶于10毫升印跡緩沖液/100微升 NGS），于室溫下搖動。 

注意事項： 

western blot中轉移在膜上的蛋白處于變性狀態，空間結構改變，因此那些識別空間表位的抗體不能用于western blot檢測。這種情況可以將表達目的蛋白的細胞或細胞裂解液中的所有蛋白先生物素化，再用酶標記親和素進行western blot。實驗中取膠和膜需帶手套。 

Western可以參考如下步驟進行操作。 

1.收集蛋白樣品(Protein sample preparation) 

可以使用適當的裂解液，例如碧云天生產的Western及IP細胞裂解液，裂解貼壁細胞、懸浮細胞或組織樣品。對于某些特定的亞 

細胞組份蛋白，例如細胞核蛋白、細胞漿蛋白、線粒體蛋白等，可以參考相關文獻提取這些亞細胞組份蛋白，也可以使用試劑盒 

進行抽提，例如碧云天生產的細胞核蛋白與細胞漿蛋白抽提試劑盒。 

收集完蛋白樣品后，為確保每個蛋白樣品的上樣量一致，需要測定每個蛋白樣品的蛋白濃度。根據所使用的裂解液的不同，需要 

采用適當的蛋白濃度測定方法。因為不同的蛋白濃度測定方法對于一些去垢劑和還原劑等的兼容性差別很大。如果使用碧云天生 

產的Western及IP細胞裂解液，可以使用BCA蛋白濃度測定試劑盒。 

2. 電泳(Electrophoresis) 

(1) SDS-PAGE凝膠配制 

SDS-PAGE凝膠可以參考一些文獻資料進行配制，也可以使用碧云天生產的SDS-PAGE凝膠配制試劑盒。該試劑盒提供了除水和配 

膠器具外的所有試劑以及配制各種濃度SDS-PAGE的配方。 

(2) 樣品處理 

在收集的蛋白樣品中加入適量濃縮的SDS-PAGE蛋白上樣緩沖液。例如2X或5X的SDS-PAGE蛋白上樣緩沖液。使用5X的SDS-PAGE蛋 

白上樣緩沖液可以減小上樣體積，在相同體積的上樣孔內可以上樣更多的蛋白樣品。5X的SDS-PAGE蛋白上樣緩沖液可以參考相關文獻資料配制，也可以使用碧云天生產的SDS-PAGE蛋白上樣緩沖液(5X)。 

100℃或沸水浴加熱3-5分鐘，以充分變性蛋白。 

(3) 上樣與電泳 

冷卻到室溫后，把蛋白樣品直接上樣到SDS-PAGE膠加樣孔內即可。 

為了便于觀察電泳效果和轉膜效果，以及判斷蛋白分子量大小，最好使用預染蛋白質分子量標準。 

電泳時通常推薦在上層膠時使用低電壓恒壓電泳，而在溴酚藍進入下層膠時使用高電壓恒壓電泳。對于Bio-Rad的標準電泳裝置 

或類似電泳裝置，低電壓可以設置在80-100V，高電壓可以設置在120V左右。SDS-PAGE可以采用普通的電泳儀就可以滿足要求， 

也可以采用碧云天的多功能電泳儀(帶定時)。為了電泳方便起見，也可以采用整個SDS-PAGE過程恒壓的方式，通常把電壓設置在 

100V，然后設定定時時間為90－120分鐘。設置定時可以避免經常發生的電泳過頭。 

通常電泳時溴酚藍到達膠的底端處附近即可停止電泳，或者可以根據預染蛋白質分子量標準的電泳情況，預計目的蛋白已經被適 

當分離后即可停止電泳。 

3. 轉膜(Transfer) 

我們推薦在Western實驗中選用PVDF膜。硝酸纖維素膜(NC膜)也可以使用，但硝酸纖維素膜比較脆，在操作過程中特別是用鑷子 

夾取等過程中容易裂開。膜的使用請參考生產商的推薦使用步驟。 

通常如果使用Bio-Rad的標準濕式轉膜裝置，可以設定轉膜電流為300-400mA，轉膜時間為30-60分鐘。也可以在15-20mA轉膜過 

夜。轉膜時也可以使用碧云天的多功能電泳儀(帶定時)。具體的轉膜時間要根據目的蛋白的大小而定，目的蛋白的分子量越大， 

需要的轉膜時間越長，目的蛋白的分子量越小，需要的轉膜時間越短。 

在轉膜過程中，特別是高電流快速轉膜時，通常會有非常嚴重的發熱現象，最好把轉膜槽放置在冰浴中進行轉膜。 

轉膜的效果可以觀察所使用的預染蛋白質分子量標準，通常分子量最大的1-2條帶較難全部轉到膜上。轉膜的效果也可以用麗春 

紅染色液對膜進行染色，以觀察實際的轉膜效果。也可以用考馬斯亮藍快速染色液對完成轉膜的SDS-PAGE膠進行染色，以觀察蛋 

白的殘留情況。 

4. 封閉(Blocking) 

轉膜完畢后，立即把蛋白膜放置到預先準備好的Western洗滌液中，漂洗1-2分鐘，以洗去膜上的轉膜液。從轉膜完畢后所有的步 

驟，一定要注意膜的保濕，避免膜的干燥，否則極易產生較高的背景。 

用微型臺式真空泵吸盡洗滌液，加入Western封閉液，在搖床上緩慢搖動,室溫封閉60分鐘。對于一些背景較高的抗體，可以在 

4℃ 封閉過夜。在整個Western過程中我們推薦使用碧云天生產的側擺搖床，側向擺動速度比較緩慢，而且也容易讓溶液覆蓋蛋 

白膜。 

5. 一抗孵育(Primary antibody incubation) 

參考一抗的說明書，按照適當比例用Western一抗稀釋液稀釋一抗。 

用微型臺式真空泵吸盡封閉液，立即加入稀釋好的一抗，室溫或4℃在側擺搖床上緩慢搖動孵育一小時。如果一抗孵育一小時效果 

不佳，可以在4℃緩慢搖動孵育過夜。 

回收一抗。加入Western洗滌液，在側擺搖床上緩慢搖動洗滌5-10分鐘。吸盡洗滌液后，再加入洗滌液，洗滌5-10分鐘。共洗滌 

3次。如果結果背景較高可以適當延長洗滌時間并增加洗滌次數。 

6. 二抗孵育(Secondary antibody inucubation) 

參考二抗的說明書，按照適當比例用Western二抗稀釋液稀釋辣根過氧化物酶(HRP)標記的二抗。 

用微型臺式真空泵吸盡洗滌液，立即加入稀釋好的二抗，室溫或4℃在側擺搖床上緩慢搖動孵育一小時。 

回收二抗。加入Western洗滌液，在側擺搖床上緩慢搖動洗滌5-10分鐘。吸盡洗滌液后，再加入洗滌液，洗滌5-10分鐘。共洗滌 

3次。如果結果背景較高可以適當延長洗滌時間并增加洗滌次數。 

7. 蛋白檢測(Detection of proteins) 

參考相關說明書，使用BeyoECL, Western 熒光檢測試劑等ECL類試劑來檢測蛋白。 

洗片時可以使用X光片自動洗片機。如果沒有自動洗片機，可以用顯影定影試劑盒自行配制顯影液和定影液進行手工洗片。 

8. 膜的重復利用(Membrane recovery) 

如果蛋白樣品非常寶貴，可以使用Western一抗二抗去除液處理蛋白膜，以重復利用蛋白膜。