免疫荧光定量分析(Immunofluorescence
Quantification)是一种结合抗体特异性识别与荧光信号检测的技术,用于定性或定量测定细胞或组织中特定蛋白(或抗原)的表达水平、亚细胞定位及共表达关系。近年来,随着高内涵成像、共聚焦显微镜和图像分析软件的发展,免疫荧光已从“看图说话”走向精准定量。
1. 样本制备与图像采集:成功的基石
如果这一步没做好,后续任何分析都毫无意义。
标准化操作:
样品处理: 所有样品(如对照组与实验组)必须在同一天、由同一人、使用同一批试剂进行固定、透化和染色,以z大限度地减少技术误差。
抗体: 使用经过验证的特异性抗体,并优化确定z佳稀释浓度。避免过度染色或染色不足。
封片: 使用含抗荧光淬灭剂的封片液,并尽快观察。
图像采集:
参数固定: 一旦设定了曝光时间、激光强度、增益等参数,在整个实验的所有样品采集过程中绝对不能改变。这是定量比较的生命线!
避免信号饱和: 确保图像中没有像素点达到z大亮度(即“过曝”),否则会丢失高信号区域的真实信息。使用设备的“Hi-Lo”查找表来帮助判断。
设置对照: 必须设置阴性对照(如不加一抗) 以扣除背景荧光和非特异性信号。
Z轴切片: 对于需要进行3D重建或共定位分析的项目,需要采集Z-stack图像,而不是单一焦平面。
2. 图像分析方法
方法一:平均荧光强度测量
这是常用、直接的方法,适用于衡量蛋白的总表达水平。
操作:
定义区域: 手动或使用软件工具(如ImageJ)勾画你感兴趣的区域。
整个视野: 适用于均匀表达的细胞群。
单个细胞: 手动或通过细胞核/膜标记进行分割来识别单个细胞,然后测量每个细胞的胞质或核内荧光强度。这种方法更精确,能反映细胞间的异质性。
测量: 软件会给出该区域内所有像素的平均荧光强度。
背景扣除: z终强度 = 目标区域平均强度 - 背景区域平均强度。
应用: 比较不同处理组间特定蛋白的表达量变化。
方法二:共定位分析
用于评估两种不同的蛋白质(通常用不同颜色荧光标记,如FITC绿色和Cy3红色)是否在细胞内同一位置存在。
核心指标:
皮尔逊相关系数: 衡量两种荧光信号在空间分布上的线性相关性,取值在-1到1之间。值越接近1,表明共定位程度越高。它受背景影响较小,更适合定量。
曼德斯重叠系数: 描述一种信号与另一种信号重叠的比例,取值在0到1之间。更直观,但受背景和阈值影响较大。
操作: 使用ImageJ的JACoP插件或专业软件(如Imaris, Volocity)进行计算。
应用: 研究蛋白质相互作用、细胞器共标记等。
方法三:荧光强度分布与形态测量
分析荧光信号在细胞内的分布特征,例如是均匀分布还是聚集在核周。
操作:
沿细胞画一条线,生成荧光强度的线状分布图。
测量荧光颗粒的数量、大小和形状。
应用: 研究蛋白质易位(如从胞质进入细胞核)、聚集体的形成等。
来源:网络