在分子互作研究(如BLI、ELISA、Western
Blot、Co-IP等)中,非特异性结合(NSB)会引入背景噪音并导致假阳性结果。要有效排除和降低非特异性结合,可以从实验体系优化、缓冲液调整、表面/膜封闭、以及对照设置等多个维度入手:
1. 优化缓冲液成分
增加表面活性剂:在反应缓冲液中加入非离子型表面活性剂(如Tween-20,z高浓度可达0.05%),能有效降低由疏水相互作用引起的非特异性结合。
提高盐离子浓度:适当提高缓冲液中的盐浓度,可以有效减少因静电吸附带来的干扰。
调整pH值:摸索并优化合适的pH条件,使反应环境更利于特异性结合。
避免干扰成分:确保分析物样品中不含有高浓度的聚合物(如PEG);在进行氨基偶联时,配体溶液中不能含有Tris、NaN3、甘氨酸等成分。
2. 完善封闭与洗涤步骤
增加封闭剂:在反应缓冲液中加入1-2%的BSA或脱脂奶粉,以封闭固相介质或膜上未结合的位点。如果BSA产生干扰,可尝试使用PEG、酪蛋白(Casein)或其他市售封闭缓冲液替代。
严格洗涤:增加洗涤次数,并使用含有Tween-20的PBS或TBS作为洗涤液,以充分洗去残留的非特异性吸附物。
特殊位点封闭:当使用链霉亲和素类(SA/SAX/SSA)传感器时,在生物素化分子固化后,可用生物素(biocytin)封闭残留的链霉亲和素位点;使用血清样品时,可先用相同浓度的阴性血清作为基线。
3. 调整反应与孵育条件
降低抗体/蛋白浓度:过高的浓度会增加非特异性结合的概率,建议进行梯度稀释以寻找z佳工作浓度。
控制孵育时间:避免过长的孵育时间,以减少非特异性吸附的发生。
样品对换:如果某一方非特异性结合严重,可以尝试将固化物(配体)和分析物进行对换。
4. 提高样品纯度与质量
尽可能提高分析物的纯度,去除缓冲液中的杂质。
确保样品充分水溶且处于均一、不聚集的状态,避免沉淀和颗粒带来的干扰。
在Western Blot等实验中,若发现特定分子量(如70-90
kDa)出现强非特异性条带,可尝试在凝胶样品缓冲液中去除还原剂(如2-巯基乙醇)。
5. 设置严谨的实验对照
引入IgG对照:在Co-IP-MS等共沉淀实验中,引入同型IgG对照。通过对比目标蛋白与IgG的共沉淀情况,可以准确评估和排除非特异性结合的程度,从而确认相互作用的特异性。
竞争性抑制验证:在ELISA等实验中,加入游离抗原,观察结合信号是否被有效抑制,以验证抗体的特异性。
6. 表面修饰与数据处理(进阶方法)
表面改性:在单分子测量或微阵列中,可在表面接枝异型聚乙二醇(Y-shape PEG)等惰性亲水聚合物,以显著降低非特异性吸附。
酶洗脱法:在微阵列分析中,孵育后可使用大分子蛋白酶进行洗涤,消化并去除非特异性结合的靶标,而不影响微点内部的特异性结合。
数学分离:对于质谱等非系综(单分子)研究,可通过特定的数学模型和计算方法,将特异性结合与非特异性结合的数据进行分离。
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