通过免疫荧光对样本进行染色,整个流程和化妆(护肤、妆前乳、底妆、彩妆,和定妆)一样,有五个步骤。免疫荧光染色是如何一步步实现「化妆」的呢?小博同学下面会一一分解(蓝孩子们,听到「化妆」不要打瞌睡嘛,这可是关乎你们毕业大计的宝贵知识哦)。
「基础护肤」--固定样本
和基础护肤的目的一样,固定的目的就是为了长久保持细胞的状态,让样本「容颜永驻」,「宛如生时」。
通过化学试剂处理样本,从而固定细胞结构和蛋白分布。免疫荧光的固定剂可以分为交联类固定剂和有机溶剂类固定剂。交联类固定剂大多采用的是甲醛、多聚甲醛等醛类物质,这一类固定剂通过醛基与蛋白质发生交联反应,形成网络,保持蛋白质的位置和结构,是最常用的固定剂。在少数情况下,可能会用到有机溶剂类固定剂,如甲醇、丙酮等。它们是通过变性蛋白质的方式对组织进行固定。具体使用何种样本固定剂,可查看特定的抗体说明书。(图 1)
图 1. 经优化的固定剂显著改善免疫荧光染色效果
「妆前乳」——通透细胞膜
固定好样本的「容貌」之后,为了帮助「化妆品」进入细胞,贴合抗原,需要进行细胞膜通透的步骤。
通透,就是在细胞膜上打孔,使封闭液和抗体能够进入细胞。一般情况下,采用醛类固定剂固定的样本需通透细胞膜,而有机溶剂类固定剂本身就可以通透细胞膜,固定后的细胞不需要再增加通透步骤。通透一般采用表面活性剂 Triton-XTM 100,少数情况下,采用甲醇作为通透剂会得到更好的染色效果。抗体说明书上会标注出合适的通透剂。(图 2)
图 2. 甲醇通透改善了某些胞内蛋白的染色效果
「底妆」——封闭抗体非特异性结合位点
「底妆」是为了遮盖皮肤的瑕疵,保证后续「妆容」的清爽干净。免疫荧光里,抗体的非特异性结合会导致样本的「妆容」出现瑕疵,需要用「封闭液」上点「底妆」「遮瑕」——封闭掉非特异性结合位点。封闭液一般采用与二抗同来源的血清。
作为「底妆」的封闭液虽然常常扮演幕后英雄的角色,不引人注意,但是,如果封闭液质量不好,孵育抗体之后很可能出现很多杂点,轻则影响美观,重则掩盖抗体的特异性信号,毁掉整个免疫荧光样本。而 Troubleshooting 的时候往往会先从抗体上找原因,兜兜转转换了好多抗体也得不到满意的结果,白白浪费很多时间。所以,不要小看「底妆」对「妆容」的影响,慎选封闭液才能保证「妆容」通透干净。
「彩妆」——孵育一抗/二抗、细胞核复染
经过前面一系列的处理,我们的「模特」已经拥有了无瑕的美肌。下面,让我们期待「模特」的「彩妆」大变身。
化妆时,需「彩妆」修饰妆容,免疫荧光中,则是用抗体标记样本的特点,并添加绚丽的色彩。其中,一抗用来识别样本中的抗原,定位「彩妆」,二抗用来放大信号、增加色彩。
一抗
一抗决定「彩妆」的定位,其特异性和灵敏度是免疫荧光成功与否的关键。如果一抗灵敏度不高,不能体现样本的「上妆」效果,如果特异性不强,「妆容」就会脏兮兮的,哪哪儿都是。更有特异性差的抗体,明明应该识别核蛋白,却在胞质里玩的不亦乐乎,使整个荧光结果「面目全非」。
去哪里才能找到最合适免疫荧光一抗呢?小博经过多年苦心验证,吐血推荐 CST!!!这里的抗体质量稳定,灵敏度高、特异性强,是免疫荧光成功的不二法门。(图 3)
图 3.CST 的抗体在免疫荧光中比竞争者有更好的特异性。
图 4. 直标荧光一抗可实现同种属来源一抗的双染。
二抗
有的一抗偶联了荧光基团,可以直接为免疫荧光的样本提供绚丽的色彩(图 4)。但是更多的情况下,一抗不带有荧光标记,需要偶联荧光基团的二抗与一抗结合,放大样本信号,并且添加耀眼的「彩妆」效果(图 5)。
图 5. 用荧光二抗进行双染。
选择二抗时除了要与一抗匹配之外,还要考虑荧光基团的颜色、稳定性等因素对成像效果的影响。
1)荧光基团的颜色:每一个荧光基团都有它特定的激发光谱和发射光谱,选择荧光基团的时候,既要考虑实验的需求,也要考虑显微镜的光源和滤光片配置。常见荧光基团的激发光和发射光如下(表 1)所示:
表 1. 常用荧光基团及对应激发光发射光。
2)荧光基团的稳定性:荧光基团长时间暴露在光下(尤其是显微镜的汞灯、激光器等强光源下),容易发生淬灭。好不容易做好的片子,刚刚在显微镜下调好视野准备拍照,荧光信号就淬灭了,这种感觉就好像花了一早晨时间画了个美美的妆,结果刚出门就赶上一场大雨,「脱妆」了,实在太让人沮丧了。
为了防止「脱妆」,建议选用 Alexa Fluor??系列或 DyLight??系列的荧光基团标记的抗体。这类荧光基团具有更强的信号强度,更好的光稳定性,耐受更广泛的 pH 范围,可以很好地减少荧光淬灭。目前,CST 用于免疫荧光的二抗,都是 Alexa Fluor??系列基团标记的。
细胞核复染
用抗体对样本上完「彩妆」之后,还可以复染细胞核对「妆容」进行修饰。复染的染料也有多种选择(表 2)。
复染可以在二抗孵育后单独进行,也可以采用含有 DAPI 的封片剂直接封片 (#8961),省略单独复染的步骤。
表 2. 常用荧光核酸染料及对应激发光发射光。
「定妆」——封片
「彩妆」上完后,不要着急进影棚拍片,还需上点「定妆液」,防止「脱妆」。
免疫荧光样本的「定妆液」是防荧光淬灭的封片液,当然推荐 CST 的 ProLong?? Gold Antifade Reagent (#8961,#9071),它对荧光淬灭具有很好的抑制效果,可以保持「彩妆」持久靓丽。使用这种封片液时,盖好盖玻片后记得将载玻片放在黑暗处固化 24 hr,达到最佳的防淬灭效果。之后,就可以涂上美美的指甲油进行封片啦。(图 6)
图 6. ProLong? Gold Antifade Reagent 可以长时间保持免疫荧光效果。
以上,就是一个样本小「模特」成功进阶为免疫荧光界的「吉赛尔·邦臣」的「化妆」大法,有了美艳的「超模」,再配上一点点拍照技巧,您期待的「美艳不可方物」的免疫荧光大片就呼之欲出了。