在實(shí)際工作中,在金溶膠中加入蛋白質(zhì)后,會(huì)由于靜電、疏水和范德華力相互作用而引發(fā)其在金顆粒表面的自發(fā)吸附,這是膠體金標(biāo)記得以進(jìn)行的基礎(chǔ)。離開這個(gè)基礎(chǔ),膠體金標(biāo)記是沒辦法進(jìn)行的。
為了制備金顆粒標(biāo)記的蛋白質(zhì),通常先將將金懸浮液攪拌混勻(你肯定遇到過這種情況:如果顆粒比較大,放置一段時(shí)間會(huì)出現(xiàn)顆粒下沉,注意此處不是金顆粒形態(tài)發(fā)生變化導(dǎo)致的聚沉!而只是因?yàn)橹亓ψ饔靡鸬恼=痤w粒在溶液中的非均勻分布。因此標(biāo)記時(shí)候需要混勻后使用),同時(shí)加入大量的蛋白質(zhì)。當(dāng)金顆粒與蛋白質(zhì)分子結(jié)合時(shí),隨著金顆粒變得穩(wěn)定和裸金顆粒的減少,特征波長(zhǎng)處的吸光度通常會(huì)下降。為了檢查吸附過程的完整性,并確定金顆粒是否完全被飽和標(biāo)記,我們可以取一部分液體,并加入少量氯化鈉溶液。如果在加入氯化鈉后發(fā)生聚沉,則說明金顆粒還有沒被蛋白吸附存在比較多的裸金顆粒,應(yīng)該添加更多的蛋白質(zhì)來進(jìn)一步吸附裸金顆粒。最后,通常會(huì)添加聚乙二醇(PEG)或免疫反應(yīng)阻斷劑,如BSA或脫脂奶粉溶液,來進(jìn)一步穩(wěn)定蛋白質(zhì)結(jié)合后的膠體懸液。這些封閉蛋白基本會(huì)完全占據(jù)絕大分部分潛在的金-金復(fù)合物或金-蛋白復(fù)合物相互作用的剩余位點(diǎn),從而防止了在存儲(chǔ)、檢測(cè)過程中的聚集或非特異性結(jié)合。
關(guān)于待標(biāo)記蛋白用量,大部分研發(fā)人員通常的做法是:先確定防止Nacl造成的聚集的最少蛋白質(zhì)所需量,在此基礎(chǔ)上增加約10-20%的過量蛋白(霍里斯伯格和羅塞特,1977;De Mey等人,1981)。但這個(gè)確定蛋白具體用量多少的工作其實(shí)針對(duì)大部分項(xiàng)目或者新手研發(fā)人員來說,已經(jīng)沒有太多必要去動(dòng)手再確定到底多少蛋白才是最少量,除非是項(xiàng)目蛋白成本很高,你可以去做個(gè)試驗(yàn)往下走走好好降降成本。膠體金技術(shù)這么多年下來,N多的被后浪拍在沙灘上且已經(jīng)被曬得嘎嘣脆的研發(fā)前輩早已經(jīng)留下了適合絕大部分項(xiàng)目標(biāo)記的蛋白使用量。通常來說10ug/ml的用量已經(jīng)絕對(duì)能讓你的蛋白豐度夠到姥姥家了,筆者甚至試過3ug/ml的用量姥姥家都表示夠用了。但是需要注意的是,如果你使用的金溶液濃度比較高的話,還是需要相應(yīng)按照適當(dāng)?shù)谋壤岣叩鞍椎氖褂昧?,否則姥姥就有可能告訴你蛋白用量有點(diǎn)點(diǎn)不那么給力了。
總體來說,為了獲得比較理想的標(biāo)記物之外,在用金顆粒標(biāo)記蛋白質(zhì)時(shí),需要考慮幾個(gè)參數(shù):
(1)蛋白質(zhì)的pI,
(2)吸附過程的pH,
(3)標(biāo)記反應(yīng)中的蛋白質(zhì)的量。
一般認(rèn)為,大多數(shù)蛋白質(zhì)可以在其等電點(diǎn)或附近最大限度地和膠體金顆粒進(jìn)行吸附(Norde,1986)。但是就pH這個(gè)參數(shù),在金標(biāo)記過程中再怎么強(qiáng)調(diào)也不為過,甚至可以說“成也pH,敗也pH”.這個(gè)參數(shù)對(duì)憑金標(biāo)記這個(gè)技能混江湖的人來說絕對(duì)算得上是內(nèi)家真氣般的存在。沒有一定程度的修煉是不好去江湖隨便飄的。甚至有些待標(biāo)記蛋白的純度、性能決定了標(biāo)記過程pH會(huì)出現(xiàn)和常規(guī)做法特別不一樣的要求,先舉例說明如下:
A、對(duì)于許多蛋白質(zhì),特別是抗血清來源的免疫球蛋白,平均pI是一個(gè)包含一系列pH值的范圍。因此,多克隆抗體制備可能具有與特定純化的單克隆抗體非常不同的平均pI。這一點(diǎn)相信廣大金標(biāo)研發(fā)人員是有所體會(huì)的,通常就是多抗比較好標(biāo)記,但是活性不盡如人意,單抗雖然沒多抗好標(biāo),但標(biāo)記出來后效果喜人。原因就在于此。
B、另外一點(diǎn),個(gè)別蛋白對(duì)pH非常挑剔,當(dāng)你用第一步調(diào)整好pH的金溶液中加入蛋白后,一切反應(yīng)都很和諧、美好,反應(yīng)的頁面也很絲滑,但當(dāng)你第二次加入封閉蛋白后滿懷希望的等待收貨美好的標(biāo)記物時(shí),詭異、慘烈的畫面通常會(huì)出來把你英俊瀟灑的臉摁花崗巖地面上摩擦一頓:你會(huì)發(fā)現(xiàn)溶液會(huì)慢慢的、逐漸的變成藍(lán)色、或者紫色,甚至?xí)谐恋砦龀?,人品差的他最后直接?huì)給你變成一汪清水!咦,他怎么就變色兒呢?他怎么能變色了呢!問題是,你這一變色兒,你讓你旁邊新招來的實(shí)驗(yàn)助手小妹妹對(duì)你那崇拜的眼神往何處安放?!是啊,他怎么就變色兒了呢?其實(shí),這個(gè)問題主要是就是待帶標(biāo)記蛋白對(duì)pH非常敏感造成的,加入封閉蛋白后改變了溶液pH所致,需要你在加入封閉蛋白過程中持續(xù)穩(wěn)定溶液的pH才能讓標(biāo)記過程進(jìn)行下去。
就算你確定好了標(biāo)記pH,咱們通常會(huì)加入碳酸鉀到金溶液里邊去,然后再攪拌。但是,我告訴你,你如果對(duì)你的pH計(jì)下手夠狠的話,你可以用探頭直接伸入到你的金溶液里邊,然后睜大眼睛瞅個(gè)faiwu分鐘,我保證你會(huì)看見一個(gè)魔幻的情況出現(xiàn):你調(diào)整好的金溶液的pH它就像遙遠(yuǎn)星空的星光一樣一閃一閃的在你眼前欻欻跳動(dòng)并且一直往下降。通常faiwu分鐘估計(jì)至少能給你掉個(gè)0.5個(gè)pH!厲害吧,刺激吧?是不是又聽到了你那英俊的臉和花崗巖摩擦的呲呲聲!開始我遇到這種情況就傻眼了,心想:這啥情況哇!那啥、實(shí)驗(yàn)前我特意用清水洗手了三遍吶!看見小偷偷東西我也喊了呀!公交車上我也給老奶奶讓座了哇,過斑馬線我也沒闖紅燈撒。臥槽,肯定是過馬路的時(shí)候走在我身邊的老奶奶我沒扶她!其實(shí)不是我不想扶她,是她走路速度比我快!等你在心里對(duì)心靈徹底來一次滌蕩后,我們來處理這個(gè)問題,原則就是:多次平衡,盡快結(jié)合。多次平衡控制pH的下降幅度,盡快結(jié)合縮短波動(dòng)時(shí)間。
雖然我們說蛋白質(zhì)與金顆粒的標(biāo)記沒有普遍一致的標(biāo)準(zhǔn),但可以通過遵循下面這些一般準(zhǔn)則來提高標(biāo)記過程的效率:
(1)在pH的pI范圍內(nèi)或略高于pI;但在實(shí)際中往往這個(gè)策略效果一般,真的勇者往往出其不意而獲得意外之喜。期待你也一樣!大膽往往能讓你成為整個(gè)實(shí)驗(yàn)室最靚的仔!
(2)向金顆粒注入的蛋白質(zhì)量比氯化鈉破壞實(shí)驗(yàn)時(shí)略高(約10%);
(3)避免蛋白質(zhì)的高飽和,因?yàn)檫@可能會(huì)促進(jìn)結(jié)合材料的浸出;這點(diǎn)真的可以采納,10ug/ml用量絕對(duì)姥姥家夠了,甚至舅舅家也都?jí)蛄?。省時(shí)間可以直接用這個(gè)量,省出寶貴時(shí)間給實(shí)驗(yàn)助手培訓(xùn)下理論和實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)的細(xì)節(jié)它不香嗎?
(4)通過測(cè)定溶液在特征波長(zhǎng)處的吸光度來評(píng)價(jià)金顆粒的吸附程度和聚沉程度;
(5)優(yōu)化每個(gè)蛋白質(zhì)-金顆粒偶聯(lián)物,來確定膠體的穩(wěn)定性和活性。優(yōu)化工作是個(gè)細(xì)活,需要花時(shí)間和精力去做、熬,這是也絕大部分小白菜成長(zhǎng)為大神的最好的路、其實(shí)也是最好的捷徑。這個(gè)工作相當(dāng)于在對(duì)標(biāo)記工作做PDCA持續(xù)改進(jìn),同時(shí)、他對(duì)你獲取、維持實(shí)驗(yàn)室標(biāo)記崗位的王霸之位有舉足輕重的作用,實(shí)踐出真知,真知出權(quán)威。
如此,只要是在每次標(biāo)記的過程中出現(xiàn)詭異事件,江湖的朋友會(huì)不約而同的翹首以盼且眾望所歸于你身上,希望你重出江湖,一劍定乾坤!當(dāng)然也少不了收獲你助手小妹妹那崇拜的眼光!
2023-8-21 |