荧光 Western blot 入门指南:新手使用 Alexa Fluor Plus 与 iBright FL1500 的实用攻略

引言:为什么选择荧光 Western blot?

Western blot 是蛋白分析中最常用的技术之一。传统上,多数实验室采用化学发光进行条带检测;然而,随着数字成像系统和荧光标记抗体的发展,荧光检测在信号稳定性、重现性以及多重检测能力上的优势日益突出。

  • 信号来源:化学发光依赖酶促反应产生的间接信号,荧光检测则直接来自荧光团发射。
  • 信号持续时间:化学发光信号通常在几分钟至数小时内衰减,而荧光信号在适当保存下可稳定数天至数周。
  • 定量与多重检测:化学发光通常为单通道检测;荧光检测可在同一膜上同时检测多个目标蛋白,并通过内参实现更准确的归一化。

配合如 Invitrogen™ iBright™ FL1500 Imaging System 等多通道数字成像仪,以及种类丰富的 Alexa Fluor™/Alexa Fluor™ Plus 荧光二抗,科研人员可以在不改变经典 WB 流程的前提下,享受荧光检测带来的多重检测和高重现性优势。


应用背景:从试剂选择开始降低背景荧光

在荧光 Western blot 中,背景荧光的控制尤为关键。以下建议有助于在实验一开始就搭建一个“低背景”体系。

 

样品上样缓冲液的选择

  • 含溴酚蓝的 SDS 上样缓冲液会产生荧光信号,增加膜上的整体背景。
  • 建议使用 不含溴酚蓝的荧光兼容上样缓冲液,例如 Invitrogen™ Fluorescent Compatible Sample Buffer(Cat. No. LC2570)。
  • 如必须使用含溴酚蓝缓冲液,可在电泳时将染料前沿完全跑出胶外,或在转膜后将膜上含染料的下缘剪除,以减少背景。

转膜材料:选择低自发荧光膜

  • 使用 低自发荧光的硝酸纤维素膜或 PVDF 膜 能显著降低背景。
  • 推荐:Thermo Scientific™ nitrocellulose 膜(Cat. No. 88024, 88025)或低荧光 PVDF 膜(Cat. No. 22860)。

蛋白 Marker 与加样体积优化

标准预染蛋白 Marker 可用于荧光成像,但 过量 Marker 尤其是带有荧光条带的 Marker 会导致邻近泳道背景升高或信号串扰。

  • iBright™ Prestained Protein Ladder(Cat. No. LC5615)包含 12 条重组蛋白,其中 10 条(11–250 kDa)为蓝色,可直接可见并可在可见光与近红外通道下成像;2 条(30 和 80 kDa)未染色,含 IgG 结合位点,可作为化学发光或荧光检测对照。

缓冲液纯度与膜操作规范

  • 使用经过过滤的高质量封闭液与洗涤液,如 Thermo Scientific™ Blocker™ FL Fluorescent Blocking Buffer(Cat. No. 37565)以及含 0.05% Tween™-20 的 TBS 或 PBS 洗涤液,可避免颗粒沉积在膜上产生荧光“亮点”。
  • 全程使用干净的钝头镊子处理膜,避免划痕和污染产生假阳性信号。
  • 避免使用普通记号笔在膜上做标记,因为许多墨水会产生荧光;如果确需标记,建议使用铅笔

抗体选择与浓度范围

  • 优先选择经过 Western blot 验证的抗体,确保对目标蛋白具有特异性并适用于 WB 应用。
  • 在荧光 WB 中,二抗浓度通常高于化学发光检测,推荐范围为 0.4–0.1 μg/mL(1:5,000–1:20,000)
  • Invitrogen™ Alexa Fluor™ Plus 二抗专为高信噪比和低交叉反应设计,可减少反复摸索的优化时间。

实验方法与结果(重组以优化结构)

以下为通用荧光 Western blot 流程,保留了原文推荐的关键体积、时间与浓度参数,可直接用于建立或优化实验方案。

 

一、材料准备

  • 低自发荧光膜:
    • Nitrocellulose(Cat. No. 88024, 88025)
    • 低荧光 PVDF(Cat. No. 22860)
  • 封闭缓冲液:Blocker FL Fluorescent Blocking Buffer(10X,Cat. No. 37565)
  • 洗涤缓冲液:含 0.05% Tween-20 的 TBS 或 PBS(如 Cat. No. 28360 或 28352)
  • 一抗:经 WB 验证的一抗
  • 荧光标记二抗:如 Alexa Fluor™ Plus 488/555/647/680/800 系列
  • 孵育盘(如 Invitrogen™ Incubation Trays,Cat. No. LC2102)
  • 成像系统:iBright™ FL1500 Imaging System 或同类多通道成像仪

小提示:用于荧光与化学发光的蛋白上样量可相同,通常为 10–50 µg 细胞/组织裂解液,根据目标蛋白丰度调整。

 

二、通用荧光 Western blot 步骤

  1. 转膜后水洗
    • 在去离子水中洗膜 4 次,每次 5 min,轻微振荡。
  2. 封闭
    • 将 10X Blocker FL 稀释成 1X(用去离子水)。
    • 膜在足量 1X 封闭液中室温摇晃孵育 15–30 min。
  3. 一抗孵育
    • 按供应商建议稀释一抗,常规为 1:1,000(假设 1 mg/mL 储液)
    • 在封闭液中配制工作液,室温孵育 1 h,或 4°C 过夜轻摇。
  4. 洗涤
    • 在洗涤缓冲液中洗膜 6 次,每次 5 min。
  5. 二抗配制
    • 根据目标通道配制荧光二抗,一般浓度范围 0.4–0.1 μg/mL(1:5,000–1:20,000)
    • 示例(以 2 mg/mL 二抗储液、总量 15 mL 为例):
      • 1:5,000:3 µL 二抗 + 15 mL 洗涤液
      • 1:10,000:1.5 µL 二抗 + 15 mL 洗涤液
      • 1:20,000:0.75 µL 二抗 + 15 mL 洗涤液
    • 二抗可用封闭液或洗涤液稀释。
  6. 二抗孵育
    • 室温轻摇孵育 1 h,全程避光。
  7. 再次洗涤
    • 洗涤缓冲液中洗 6 次,每次 5 min,继续避光。
  8. 成像与膜的干湿处理
    • 膜可在湿膜状态下立即成像,也可干燥后再成像
    • 使用 iBright FL1500,选择对应荧光通道及 Smart Exposure 自动曝光工具
    • 对于 Alexa Fluor™ Plus 系列二抗,适当干燥膜可进一步提高信噪比,且信号在正确避光保存下可稳定数日到数周。

体积建议:常规孵育盘中,mini 膜每张建议至少 15 mL,midi 膜至少 30 mL,以确保完全覆盖并避免局部背景不均。


应用场景:多重检测与定量分析的理想平台

多重检测能力(Multiplexing)

得益于 Alexa Fluor™ 和 Alexa Fluor™ Plus 二抗的非重叠荧光谱,可以在一块膜的同一泳道中检测多个目标蛋白,例如:

  • 不同信号通路中多个关键蛋白;
  • 全长蛋白与其剪切体或磷酸化形式;
  • 目标蛋白与加载内参(如 β-actin、GAPDH、HSP90 等)。

通过为每个目标选择光谱分离良好的荧光通道,可在一次成像中获得多种定量信息,大幅节省样品和时间。

 

推荐荧光二抗(订购信息以原表为准)

Invitrogen 提供多种 Goat Anti–Mouse IgG(H+L) 和 Goat Anti–Rabbit IgG(H+L) 高度交叉吸附(Highly Cross-Adsorbed)二抗,分别标记 Alexa Fluor Plus 488/555/647/680/800 等常用荧光染料,适合 Western blot 多色成像。


优势亮点:荧光 Western blot 带来的提升

  • 信号持久:荧光信号稳定,便于重复成像和长期留档。
  • 结果重现性高:成像条件易于标准化,便于不同实验之间的比较。
  • 支持多重检测:在同一膜上独立分辨多个目标蛋白,简化内参归一化。
  • 定量更可靠:线性范围宽,结合数字成像系统和适当的内参,可获得更准确的定量结果。
  • 与经典 WB 流程兼容:仅需在检测步骤改用荧光二抗和荧光成像仪,其余电泳和转膜步骤与常规 WB 基本一致。
  • 适配完善的产品体系:包括低自发荧光膜、荧光专用封闭液、预染蛋白 Marker、Alexa Fluor/Alexa Fluor Plus 二抗及 iBright FL1500 成像系统等,可构建端到端的一站式解决方案。

故障排查指南:常见问题与解决策略(重组以优化结构)

以下内容基于原文 Troubleshooting 表格整理,按问题类型归纳,便于查找与操作。
 

一、高整体背景

可能原因:

  • 二抗浓度过高;
  • 一抗浓度过高,出现非特异条带;
  • 洗涤不足,导致信噪比低;
  • 膜本身或操作造成荧光污染;
  • 暴光时间过长。

解决建议:

  • 适当降低一抗与二抗浓度,特别是二抗;
  • 增加洗涤次数和洗涤缓冲液体积;
  • 在洗涤缓冲液中加入 0.05% Tween-20;
  • 选择低荧光 PVDF 膜,并注意全程避免污染;
  • 缩短暴光时间,或在 iBright FL1500 上使用 Smart Exposure 自动曝光。

二、背景不均匀

可能原因:

  • 孵育或洗涤液体积不足,膜表面覆盖不完全;
  • PVDF 膜预润湿不充分,或在操作中出现干燥。

解决建议:

  • 保证 mini 膜孵育体积 ≥15 mL,midi 膜 ≥30 mL;
  • PVDF 膜在转膜前充分在甲醇或乙醇中润湿并平衡于转膜缓冲液;
  • 如膜在过程中意外干燥,可先短暂浸入 100% 甲醇或乙醇重新润湿,再用去离子水冲洗后继续后续步骤。

三、信号弱或无条带

可能原因:

  • 一抗用量不足;
  • 抗体活性下降;
  • 暴光时间过短;
  • 成像系统波长设置错误。

解决建议:

  • 提高一抗浓度或延长孵育时间;
  • 通过 dot blot 或已知阳性样本验证抗体活性;
  • 适当延长暴光时间,或使用 Smart Exposure 优化参数;
  • 确认成像系统选择的激发和发射波长与所用荧光染料匹配。

小结:为多重定量检测建立稳定的荧光 WB 平台

荧光 Western blot 在信号稳定性、多重检测能力以及定量准确性方面具有显著优势,而整体实验流程与传统 WB 高度兼容。通过:

  • 选择低自发荧光膜和荧光兼容试剂,
  • 合理优化一抗/二抗浓度与孵育条件,
  • 使用 iBright FL1500 等多通道数字成像系统,
  • 配合光谱分离良好的 Alexa Fluor/Alexa Fluor Plus 系列二抗,

研究者可以快速建立一个高信噪比、高重现性且便于多重定量分析的荧光免疫印迹平台,为信号通路研究、蛋白修饰解析及生物标志物验证等应用提供可靠工具。