WB、IF、FC、ELISA、IP、IHC怎么选?一文讲透六大蛋白检测技术

 

在生命科学研究中,探究蛋白质的表达、定位、修饰、相互作用及功能是核心课题。以抗原-抗体特异性反应为核心的免疫学技术构成了这一探究体系的基石。这些技术各具优势,相互补充,其选择完全取决于具体的科学问题。

01

技术核心原理与比较维度

 

所有技术均基于 “抗原-抗体特异性结合” 这一共同基石,但通过不同的信号读取方式样本处理形式,衍生出独特的功能:

信号维度:化学发光/显色(WB, ELISA, IHC)、荧光(IF, FC)、直接沉淀(IP)。

空间维度:破坏性匀浆(WB, IP, ELISA)、原位保持(IF, IHC, FC)。

定量精度:精确定量(ELISA, FC)、半定量/相对定量(WB, IF, IHC)、定性/富集(IP)。

02

 

各项技术深度解析

 

1

蛋白质印迹 (Western Blot, WB)

 

原理:基于分子量的分离与鉴定。将蛋白质混合物按分子量大小进行电泳分离后,转膜固定,再利用抗体进行特异性识别检测。

作用:

  • 定性验证:确认目标蛋白的存在。

  • 半定量分析:比较不同样品间同一蛋白的表达量差异(需以内参蛋白校正)。

  • 特性鉴定:检测蛋白质的分子量大小、剪切体或特定的翻译后修饰(如磷酸化、糖基化,需使用修饰特异性抗体)。

典型实验目的应用:

  • 验证基因敲除/敲低或过表达后目标蛋白水平的变化。

  • 检测信号通路中关键蛋白的活化状态(如磷酸化水平)。

  • 分析药物处理后特定蛋白的表达调控。

检测样本类型:细胞或组织的全蛋白/亚细胞组分裂解液。样本已被彻底破坏,失去空间信息。

2

免疫荧光 (Immunofluorescence, IF) 免疫组织化学 (Immunohistochemistry, IHC)

 

原理:细胞或组织原位可视化。在保持细胞或组织结构完整性的前提下,使抗体穿透进入,与目标蛋白结合,通过荧光(IF)或显色(IHC)信号在原位显示蛋白的精确位置。

作用:

  • 亚细胞定位:明确蛋白分布于细胞核、细胞质、细胞膜或特定细胞器。

  • 组织学分布:观察蛋白在特定组织区域(如肿瘤核心区、血管周围)或特定细胞类型中的表达。

  • 共定位分析:通过多色标记,研究两个或多个蛋白在空间上的重叠关系,提示其潜在相互作用或共同功能区域。

  • 半定量分析:通过分析荧光/显色信号强度,比较不同样本间目标蛋白的表达水平(需结合图像分析软件)。

典型实验目的应用:

  • 研究转录因子在刺激后是否发生核转位。

  • 观察细胞连接蛋白(如E-cadherin)在细胞膜上的分布及完整性。

  • 在病理切片中鉴定特定生物标志物(如Ki67增殖指数、HER2表达)的表达位置与强度。

  • 验证细胞类型特异性标记物。

检测样本类型:

  • IF:培养的贴壁或悬浮细胞(涂片)、冷冻组织切片。

  • IHC:石蜡包埋组织切片(最常用)、冷冻组织切片。IHC更侧重于组织架构下的分析。

3

流式细胞术 (Flow Cytometry, FC)

 

原理:高速、多参数的单细胞统计分析。使悬浮的单细胞逐个高速通过激光检测点,同时收集每个细胞的散射光(反映细胞大小和复杂度)和多个荧光通道的信号,从而对成千上万个细胞进行快速、多维度的分析或分选。

作用:

  • 细胞表型分析:对混合细胞群体进行亚群鉴定和比例分析(如免疫细胞分型:CD4+ T细胞、CD8+ T细胞等)。

  • 蛋白表达定量:精确定量细胞表面或胞内蛋白的表达水平(平均荧光强度,MFI)。

  • 功能分析:检测细胞周期、细胞凋亡、细胞增殖、活性氧水平等。

  • 细胞分选:通过流式分选仪(FACS)将感兴趣的特定细胞亚群物理性地分离出来,用于后续培养或组学分析。

典型实验目的应用:

  • 分析外周血或脾脏中各种免疫细胞的比例变化。

  • 分选干细胞或肿瘤干细胞进行功能研究。

  • 检测药物诱导的细胞凋亡率。

  • 同时检测一个细胞上多个表面标志物的共表达情况。

检测样本类型:制备成单细胞悬液的任何样本,如培养的细胞、血液、淋巴组织、实体瘤解离后的细胞等。

4

酶联免疫吸附测定 (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay, ELISA)

 

原理:溶液或复杂混合物中目标分子的精确定量。通过将捕获抗体或抗原预先包被在微孔板固相上,特异性“捕捉”样品中的目标物,再通过酶标二抗与底物反应产生信号,其强度与目标物浓度成正比。

作用:

  • 绝对定量:通过标准曲线,精确测定样品中目标蛋白或抗原的绝对浓度(如pg/mL)。

  • 高通量筛查:可同时对大量样品进行快速检测。

典型实验目的应用:

  • 检测细胞培养上清液或血清中的细胞因子、激素、病毒抗原浓度。

  • 测定实验动物血清中特定抗体的效价。

  • 临床诊断中检测感染标志物(如HBsAg)或肿瘤标志物(如CEA, AFP)。

检测样本类型:液体样本,如血清、血浆、细胞培养上清、组织裂解液(已均质化)、尿液等。

5

免疫沉淀 (Immunoprecipitation, IP) 及其衍生技术

 

原理:利用抗体从复杂混合物中特异性“钓取”目标蛋白及其结合复合物。

作用:

  • 蛋白富集与纯化:从大量裂解液中浓缩低丰度蛋白,便于后续检测。

  • 蛋白质相互作用验证:共免疫沉淀是验证体内相互作用的“金标准”之一。

  • 翻译后修饰研究:富集特定修饰的蛋白进行质谱分析或Western Blot验证。

衍生技术与应用:

  • Co-IP (共免疫沉淀):用于验证生理条件下,两个或多个已知/疑似蛋白间的直接或间接相互作用。

  • ChIP (染色质免疫沉淀):用于研究蛋白质(如转录因子、组蛋白修饰)与特定DNA序列的结合。

  • RIP (RNA免疫沉淀):用于研究RNA结合蛋白与其靶RNA的相互作用。

典型实验目的应用:

  • 寻找并验证目标蛋白的未知互作伙伴(IP结合质谱)。

  • 验证信号通路中上下游蛋白是否存在于同一复合物中(如受体与下游激酶)。

  • 富集磷酸化蛋白以研究其动态变化。

检测样本类型:细胞或组织的非变性或温和变性裂解液,需保持蛋白质的天然构象或相互作用状态。

 

03

选择决策路径总结

 

选择技术时,可遵循以下逻辑链条:

1、问“在哪里”?—— 需要空间定位信息吗?

是:

  • 细胞水平看亚细胞定位 → 免疫荧光 (IF)

  • 组织水平看分布模式 → 免疫组化 (IHC)

否:进入下一步。

2、问“有多少”?—— 需要绝对浓度还是相对比较?

  • 需要绝对定量浓度(如分泌蛋白浓度)→ ELISA

  • 需要相对比较表达量差异,或关注分子量/修饰 → 蛋白质印迹 (WB)

  • 需要在单细胞水平进行多参数统计和群体分析 → 流式细胞术 (FC)

3、问“和谁结合”?—— 研究相互作用吗?

  • 研究蛋白-蛋白相互作用 → 免疫沉淀/共免疫沉淀 (IP/Co-IP),后续常接WB或质谱鉴定。

  • 研究蛋白-DNA相互作用 → 染色质免疫沉淀 (ChIP)

  • 研究蛋白-RNA相互作用 → RNA免疫沉淀 (RIP)

 

总结

 

在实际研究中,这些技术绝非孤立,而是常构成强大的组合策略

例如:通过FC筛选出目标细胞亚群 → 分选后提取蛋白进行WB验证 → 利用IF观察其在细胞内的定位 → 通过IP寻找其互作蛋白 → 最后用Co-IP和IF共定位进行验证

这种多技术联用、相互印证的研究范式,是深入解析复杂生命现象的关键所在。

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创建时间:2026-01-28 09:48