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免疫类实验

基因和通路研究到最后,总要回答一句话:这个蛋白到底有没有、有多少、待在哪。四个问题对应四项实验——切片上看它落在哪类细胞、哪个部位(免疫组化);多通道荧光看它和另一个蛋白是不是在同一处(免疫荧光);血清、上清、匀浆里测出具体浓度(ELISA);变性电泳上确认分子量对不对、表达量变没变(Western Blot)。

  • 免疫组化 IHC
  • 免疫荧光 IF
  • ELISA 定量
  • Western Blot
  • 石蜡切片 / 冰冻切片
  • 细胞爬片
4项蛋白层面常规检测
8步免疫组化全流程
3通道荧光:核·靶标·共定位
4项交付:数据·报告·英文方法·结果图
01

四项各自回答什么

你想回答的问题做哪个读出什么
这个蛋白在组织里由哪类细胞表达,在核、胞质还是膜上;癌和癌旁差多少免疫组化 IHC棕黄色阳性的部位与范围、阳性面积/IOD/H-score,保持组织结构可判读
这两个蛋白是不是在同一处,处理之后定位有没有挪动免疫荧光 IF各通道荧光强度、核质分布、共定位系数(同一张切片看 2–3 个靶标)
血清、培养上清、组织匀浆里某个因子究竟有多少ELISA标准曲线换算出的绝对浓度(pg/mL、ng/mL),组间差与显著性
分子量对不对,是不是修饰形式,表达量变了没有Western Blot条带位置与深浅、相对内参的灰度定量,能分辨前体/成熟体/磷酸化带
最容易混的两组:① IHC 和 IF 都是"原位"看,但 IHC 靠酶催化 DAB 沉淀显色,信号稳定、片子能长期保存、看组织结构最清楚,适合大样本和临床队列;IF 靠荧光基团发光,能同时标 2–3 个靶标、能看共定位,但会淬灭、自发荧光干扰大、定量偏半定量。真要写"表达升高了几倍",这两项都不合适,得回 qPCR 或 WB。② WB 和 ELISA 都能定量蛋白,但方向相反——WB 是变性后测,给的是相对量(对内参归一化),能看分子量和修饰形式;ELISA 是天然构象下测,给的是绝对浓度,可它认的是构象表位,变性后的蛋白测不到,反过来 WB 的抗体也认不了构象表位。

这四项通常接在细胞模型构建与细胞功能实验之后:模型建好、表型出来,再用 IHC/IF 定位置、ELISA 定量、WB 确证,把"为什么会这样"补上。转录本层面的定量与定位,看分子实验检测里的 qPCR 与 FISH。

02

免疫组化:在切片上把蛋白"点"出来

免疫组化(IHC)的做法是:先用一抗认住切片里的目标抗原,再用带辣根过氧化物酶(HRP)的二抗把信号放大,加 DAB 底物后阳性部位沉淀出棕黄色,最后用苏木素把细胞核染蓝。于是整张片子形成"蓝底 + 棕黄信号"的对比,阳性在核里、胞质里还是膜上一眼能看出来——这是把样本磨碎做 WB 拿不到的信息。

理论上只要能产生抗体结合的东西都能测:蛋白、核酸、多糖、病原体。实际能不能做出来,取决于三件事——抗原有没有被修复出来、抗体特不特异、内源性酶有没有被压住。这三件事都做对了,判读才有意义。

1

脱蜡

石蜡切片二甲苯脱蜡、梯度乙醇复水,把抗原从蜡里放出来。

2

抗原修复

柠檬酸 pH 6 微波或 EDTA pH 9 高压,按抗体说明书选,选错可能全无信号。

3

内源性酶阻断

3% H₂O₂ 压掉内源性过氧化物酶,血细胞多的组织这步不能省。

4

血清封闭

同种属正常血清封非特异位点,降低背景。

5

一抗孵育

按预实验摸出的浓度过夜 4℃ 或室温 1–2 h。

6

HRP 二抗孵育

酶标二抗结合一抗,把信号放大到肉眼可见。

7

DAB 显色

镜下控时,阳性呈棕黄;显过头整片发褐,定量就废了。

8

复染·脱水·封片

苏木素染核、梯度脱水、中性树胶封片,可长期保存。

免疫组化实测结果:癌组织与癌旁组织的 DAB 棕黄色阳性染色对比,以及两组积分光密度(Integrated optical density)柱状图
实测:同一例标本的癌组织(Ca)与癌旁组织(para-Ca),棕黄色为阳性信号、蓝色为苏木素复染的细胞核;右侧为积分光密度(IOD)统计——Ca 约 0.0049、para-Ca 约 0.0032(*)
四个点决定这张片子能不能用:① 抗原修复方式——同一抗体换修复液,结果可能从强阳性变成阴性,必须按说明书并固定下来,写进材料方法;② 内源性过氧化物酶——脾、血凝块、含大量红细胞的组织不阻断,DAB 到处发黄,全是假阳性;③ 对照必须齐——阴性对照(同型 IgG 或省略一抗)证明不是非特异染色,阳性对照组织证明这套体系当天是成立的;④ 判读要写定位——"核阳性为主、胞质弱"和"胞质阳性"在论文里是两回事,只写"表达增强"会被追问。定量建议给阳性面积百分比或 H-score(染色强度 × 比例),并且同一批片子同一天扫描、同一曝光,组间才可比。
03

免疫荧光:两个蛋白是不是在同一个地方

免疫荧光(IF)把二抗上的酶换成了荧光基团:一抗认靶标,带不同颜色的二抗把不同靶标分开,DAPI 把细胞核染蓝做位置参照。因为荧光基团的激发/发射波长不同,同一张切片上可以同时看 2–3 个靶标——这正是"共定位"能成立的基础:两个颜色在同一处叠出黄色,才谈得上"这两个蛋白在同一个位置"。

石蜡切片、冰冻切片、细胞爬片都能做。石蜡切片形态好、能长期存档,但要过脱蜡和抗原修复;冰冻切片抗原保存好、适合膜蛋白和磷酸化抗体;细胞爬片最干净,适合看亚细胞分布和细胞骨架。流程条按石蜡切片写,其余两种跳过脱蜡、修复参数另调。

1

脱蜡

石蜡切片脱蜡复水;冰冻切片与爬片直接固定(4% PFA 或冷甲醇)。

2

抗原修复

按抗体选修复液与方式,磷酸化抗体避免过度加热。

3

血清封闭

封闭非特异位点,同时做透膜(0.1–0.5% Triton)让抗体进得去。

4

一抗孵育

多标时注意两个一抗的种属要不同,或做顺序染色。

5

荧光二抗孵育

避光操作,选与一抗种属匹配、通道不重叠的二抗。

6

荧光拍照

固定曝光与增益,同批样本用同一套参数,否则组间不可比。

7

出具报告

单通道原图 + Merge、每细胞荧光强度或阳性比例定量。

免疫荧光实测结果:实验组与对照组各四通道——DAPI 染核(蓝)、目标蛋白(红)、另一靶标(绿)与 Merge 合并图,实验组红绿信号在细胞内高度重合
实测:上排实验组、下排对照组,四列依次为 DAPI(蓝,细胞核)、红色通道、绿色通道、Merge;实验组两个靶标在胞内呈团块状强信号且重叠明显,对照组信号弱而弥散
荧光最容易毁在四件事上:① 自发荧光——脑、肝、心、肠和含脂褐素的老化组织本身就会发光,先拍一张未染色的片子评估,必要时换长波长通道或用苏丹黑/甘氨酸淬灭;② 串色——多标必须逐个单标验证,确认红通道里没有绿的漏光,通道间做补偿;③ 淬灭——二抗之后的每一步都要避光,封片后 4℃ 保存、尽快拍照,放一周信号会明显掉;④ 定量不能只给一张好看的 Merge——审稿人要每细胞平均荧光强度或阳性细胞比例,这个我们连同各单通道原图一起给。另外甲状腺、肾等组织含自身免疫球蛋白,必须加同型对照。
04

ELISA:把"有多少"变成 pg/mL

ELISA 的名字来自"酶联免疫吸附":把抗体固定在酶标板孔底,样品里的抗原被抓住,再用酶标记的抗体认住抗原的另一端,加底物后酶把无色底物催化成有色产物。颜色深浅与抗原量成正比,酶标仪读吸光度,再用同期做的标准曲线换算成浓度——所以它给的是绝对值,这一点和 WB 的相对灰度完全不同。

我们用得最多的是双抗体夹心法,流程条里的"孵育 HRP 标记链霉亲和素"说明中间还接了一层生物素化二抗——生物素与链霉亲和素的结合把信号再放大一轮,灵敏度能到 pg/mL 级。测小分子(激素、药物)则要用竞争法,原理相反:样品里的抗原越多,占掉的抗体越多,显色越浅。

1

样品准备

确认血清/血浆/上清/匀浆类型,记录抗凝剂、离心条件与冻融次数。

2

试剂稀释

标准品梯度稀释、洗涤液与检测抗体按说明书配制,同批试剂同批号。

3

加样孵育

标准品与样品做复孔,封板孵育,让抗原充分结合捕获抗体。

4

孵育抗体

加检测抗体,形成"捕获抗体—抗原—检测抗体"夹心结构。

5

孵育 HRP 标记链霉亲和素

与生物素化二抗结合,把酶挂到夹心上,实现信号放大。

6

显色及终止

加 TMB 显蓝、加终止液转黄,颜色稳定后尽快读数。

7

数据分析

四参数或对数拟合标准曲线,回算浓度、组间比较、出图。

ELISA 实测结果:左为标准曲线(横轴吸光值、纵轴浓度 0–500 pg/mL),右为 IL-6 在 OE-NC 与 OE-Target 两组的浓度柱状图
实测:左为标准曲线(横轴吸光值、纵轴浓度,0–500 pg/mL 范围内线性良好);右为 IL-6 定量——OE-NC 约 1440 pg/mL,OE-Target 约 1090 pg/mL(*)
ELISA 的数字,一半在样品处理上就定了:① 样品类型不能混着比——血清、血浆、培养上清、组织匀浆是四种基质,抗凝剂(EDTA、肝素、柠檬酸钠)对部分指标有干扰,同一批实验只能用同一种采血管、同一套处理;② 溶血与反复冻融会让细胞因子假性升高,样品分装小份、−80℃ 一次用完;③ 读数必须落在曲线中段——超出上限要稀释复测,低于检测下限就照实写"未检出",别把 0 当数据;④ 质控三条线:标准曲线 R² ≥ 0.99、板内 CV < 10%、板间 CV < 15%;⑤ 培养上清含血清、组织匀浆含大量杂蛋白,基质效应比 PBS 大得多,必要时做加标回收或稀释线性验证。
05

Western Blot:分子量对不对,量变没变

WB 的思路是把"混合物"变成"按分子量排好队的条带":蛋白先被 SDS 变性并裹上负电荷,在聚丙烯酰胺凝胶里按分子量大小跑开,转到膜上,再用抗体认靶标,最后靠 ECL 发光显影。条带出现在哪个位置说明分子量对不对——有没有非特异条带、有没有前体/成熟体、有没有降解片段;条带深浅说明表达量,但要比得准,必须对内参归一化。

对新基因的表达产物,或者手上没有针对天然蛋白的抗体,也可以给目标蛋白挂一个标签(Flag、HA、GFP、His),用抗标签抗体来检测——这是原页特意提到的一条路,做质粒过表达时很常用。

1

蛋白提取

裂解液加蛋白酶/磷酸酶抑制剂,冰上操作;磷酸化检测全程防降解。

2

浓度测定

BCA 或 Bradford 定量,按等量上样换算体积,记录原始浓度。

3

电泳及转膜

SDS-PAGE 分离、湿转或半干转到 PVDF/NC 膜, marker 一起转。

4

抗体孵育

封闭、一抗过夜、洗膜、HRP 二抗,按靶标选全膜或裁膜。

5

显影及出具报告

ECL 曝光、灰度定量、对内参归一化,出统计图。

Western Blot 细胞样品实测:NC 与 sh1、sh2、sh3 各组目标蛋白条带(ACTIN 为内参),右侧为相对表达量灰度定量柱状图
细胞样品:NC 与 sh1/sh2/sh3 三组敲低,ACTIN 为内参;右侧灰度定量显示相对表达量由约 0.72 降至 0.38–0.51(***–****)
Western Blot 组织样品实测:Normal 与 Model 各三例的 P-gene1、Gene1、Gene2 条带,GAPDH 为内参
组织样品:Normal-1/2/3 与 Model-1/2/3,GAPDH 为内参;模型组 P-gene1(磷酸化形式)明显减弱、Gene1 基本不变、Gene2 升高
WB 的返工大多不是抗体的问题,是这五处:① 上样量——必须先定量再上样,凭"感觉取了差不多"必然出不来组间差;② 内参选择——GAPDH/ACTIN/β-tubulin 不是万能,处理条件可能改变它们的表达,最好先用总蛋白染色(Ponceau 或 stain-free)确认各泳道真实上样一致;③ 全膜与裁膜——按目标期刊要求选,裁膜要保留 marker 与相邻分子量区域,别裁到只剩一条带;④ 过曝的条带不能定量——灰度已经饱和,组间差被抹平,要用未饱和的曝光做统计,多曝几档留档;⑤ 磷酸化抗体必须带总蛋白对照——只给 p-蛋白那一条,说明不了"磷酸化水平变了"还是"总蛋白也变了"。
06

交付什么

A

原始数据

B

实验报告

C

英文材料方法

D

结果图

07

常见问题

抗体用我自己的可以吗?
可以,我们会先做预实验验证稀释比和特异性(有没有杂带、有没有非特异染色),不合适会直接告诉你。没有抗体的话按靶标推荐已验证的克隆号,IHC 优先选标注"适用于 IHC-P"的抗体——同一抗体在 WB 上能用,不代表在石蜡切片上能染出来,这是两套验证。
石蜡切片和冰冻切片怎么选?
看三件事:样本怎么存、靶标是什么、要不要长期回看。石蜡切片形态好、能室温长期保存、适合回顾性队列,但要脱蜡和抗原修复,部分磷酸化抗体和膜蛋白会掉信号;冰冻切片抗原保存最好、适合磷酸化与膜蛋白,但形态略差、要 −80℃ 存。细胞层面做定位,直接做爬片最省事。
免疫组化怎么判读?一定要做 H-score 吗?
先看定位(核/胞质/膜),再看范围与强度。常用三档:阳性面积百分比、IOD/平均光密度、H-score(强度分级 × 各级比例,0–300)。样本量大、要跟临床指标做相关分析时,H-score 更合适;只是想说明"处理组比对照组强",阳性面积加代表性图片就够。无论用哪个,染色批次、扫描参数、判读者要统一,最好双人盲法。
免疫荧光做不出信号,或者背景一片亮,怎么办?
信号弱先查三处:抗原修复是否够、一抗浓度与孵育时间、透膜是否到位(核内靶标不透膜进不去)。背景亮先区分是自发荧光还是非特异结合——拍一张未染色片就能判断:未染色也亮是自发荧光,换长波长通道或加淬灭;只有染色才亮,多半是封闭不足、二抗浓度过高或洗涤不够。多标还要排除串色,逐个单标验证。
ELISA 测出来值偏高/偏低/不在曲线范围?
超出标准曲线上限就稀释复测,别外推;低于下限就写"未检出"并注明检测下限。值整体偏高先查样品:溶血、反复冻融、采血后放置太久都会让细胞因子升高;血清和血浆混着比、不同抗凝剂混着比也会出偏差。培养上清要注意收集时间点一致,含血清的基质最好做一次加标回收确认没有基质干扰。
WB 条带没出来,或者背景很脏?
没条带按顺序排查:蛋白有没有提出来(先看内参)、上样量够不够、转膜有没有转过去(看预染 marker 或 Ponceau 染色)、抗体是否适用于该物种与该分子量区间。背景脏多半是封闭不充分、抗体浓度过高、洗涤次数不够,或者奶粉与磷酸化抗体不兼容(磷酸化检测要用 BSA 封闭)。另外注意目标蛋白分子量与预测值差很多的情况,可能是修饰、剪切或聚合体。
样本怎么送?
送样规范建议提前跟业务经理确定好。石蜡块常温、切片 4℃ 避光防潮;冰冻切片与组织 −80℃ 干冰运输,避免反复冻融;血清/血浆按指标要求选采血管,分装后干冰;细胞爬片固定后 4℃ 湿盒运送,裂解液样品加抑制剂后速冻。数量和分组、复孔要求一起定,别等做完再补样本——同批实验分两次做,组间差会被批次吃掉。
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