免疫组织化学(IHC)是生命科学研究和临床病理诊断中不可或缺的核心技术。它如同一把精密的“分子定位尺”,能在组织原位揭示蛋白质的空间分布与表达水平[1]。我们之前大多是围绕WB来进行主要介绍,但在评论区也有很多同学提问关于IHC的问题。今天小优细节君会对IHC实验细节和常见问题的解决方案进行总结,助同学们夯实基础,扫清障碍,得到一个满意的IHC结果图。
实验步骤
IHC是利用抗原与抗体特异性结合的原理,通过化学反应使标记抗体的显色剂显色,从而确定组织细胞内抗原的位置和含量[2]。IHC实验主要包括“样本处理→抗原修复→封闭→抗体孵育→显色→复染→封片”7 大核心步骤,一个可重复、高质量的IHC实验,必须遵循标准化的操作流程,并充分重视每个步骤的细节。
图1 IHC实验流程(石蜡切片)
一、
样本处理:实验成功的 “地基”
(一)固定
组织固定的目的是保持蛋白质的天然构象与位置。固定液的种类、固定条件等对实验都有重要的影响:
固定液种类:常用固定液有醛类和醇类两种,醛类通过与蛋白交联进行固定,更适用于可溶性的靶点;醇类是脱水固定剂,不适用可溶性靶点和修饰状态特异性抗体
固定时间:通常是室温固定24小时,严格控制固定时间,固定时间不足容易导致交联不足,抗原降解,固定时间过长易引起过度交联,掩盖抗原位点,不利于后续免疫反应
固定液体积:建议是组织体积的10-20倍,确保组织全部浸没在固定液中
固定液是否新鲜:使用新鲜的固定液,开封后存放较久的固定液的固定效果会有明显下降
(二)切片制备
常见的切片类型主要有两种:石蜡切片(Paraffin)和冰冻切片(Frozen),通常需根据自己的实验样本和实验目的选择合适的切片。
石蜡切片:固定后组织经脱水、透明、浸蜡处理,包埋成结实的蜡块,蜡块冷冻后将蜡块切为3-5μm的薄片,于45-50℃温水中展平裱贴在载玻片上。
冰冻切片:组织固定后进行沉糖处理,将组织放入在30%的蔗糖溶液中直至沉底,防止冰晶损伤。后用OCT进行包埋,应用冷冻切片机切片。
切片质量是实验成功的前提:
切片厚度:石蜡切片推荐3-5μm,冰冻切片推荐5-10μm,切片不宜过厚,否则容易造成结果背景高。
切片是否新鲜:使用新鲜样本,切片制备好后尽快进行实验,避免长期暴露于空气中引起抗原降解,导致结果阳性弱或无阳性
二、
抗原修复:决定实验成败的关键步骤。
组织样本在经过甲醛固定后会导致蛋白交联,掩盖抗原表位。抗原修复是通过热或酶学方法打破交联,重新暴露抗原位点[3],这也是IHC能否成功的关键前提。常用的修复方法有热修复和酶修复。
(一)酶修复
通常是应用胃蛋白酶原和胰蛋白酶进行修复。
修复温度和时间至关重要:温度过高、时间过长易导致组织脱落或抗原降解;温度不足则修复不充分,无法充分暴露抗原位点。
(二)热修复
常用的热修复缓冲液有pH 6.0的柠檬酸盐缓冲液或pH 8.0-9.0的EDTA缓冲液,可以用微波炉、高压锅或水浴锅加热处理。切片加热后在修复液中自然冷却至室温进行后续步骤。一般来说修复强度是高压修复>微波修复>水浴修复,且修复液pH越高,修复能力越强。但不是每个样本和靶标使用修复能力越高的修复方式效果越好,没有一种抗原修复缓冲液可以适用于所有抗原。因此实验应用的修复方法和修复液很关键:
修复方法:不同的抗体需要不同的抗原修复方法和条件,建议根据抗体说明书推荐或通过预实验确定最佳抗原修复方式。
修复液pH:修复液的pH必须精准,误差不超过0.1,否则会影响修复效果。
冷却降温:切片加热后不可为了省时间用冷水快速降温,否则会导致抗原位点重新闭合修复失败。
图2 不同抗原修复方式对结果的影响。
三、
封闭
(一)内源性过氧化物酶封闭
组织内源性的过氧化物酶(多见于红细胞、粒细胞)和碱性磷酸酶会干扰HRP或AP系统的显色反应。应用3%过氧化氢室温孵育10-25分钟可以降低这些干扰,要注意的是:
过氧化氢极易分解:要确保使用的试剂是有效的,最好是应用刚开封的过氧化氢。
(二)封闭
应用与二抗同源的正常血清(如二抗为山羊抗兔,则用5%正常山羊血清),室温封闭1h。
四、
抗体孵育
(一)一抗孵育
封闭后,滴加一抗4℃过夜孵育。一抗的选择和孵育条件是重中之重:
一抗:选择质保IHC和物种反应性与样本一致的抗体,尽量选择与样本不同来源的一抗。
抗体稀释比例:抗体浓度过低会导致阳性信号弱,无法与背景区分;浓度过高则会引起背景染色,信噪比低。建议参考抗体厂家的推荐或通过预实验确定最佳稀释比例。
抗体稀释液:参考抗体厂家推荐
洗涤:一抗孵育后用PBS 进行充分洗涤,去除未结合的一抗和其他杂质,减少背景染色。
(二)二抗孵育
滴加对应种属的酶标二抗(如HRP标记或AP标记),室温孵育30-60分钟,孵育后充分洗涤。二抗建议选择具有信号放大作用的。
五、
显色与复染
滴加新鲜配制的显色底物(如DAB)后,密切观察组织切片的颜色变化,当目标区域出现清晰的棕黄色信号后,立即将切片浸入流动自来水中终止反应。这里最好在显微镜下进行,防止显色过度,否则会导致背景高,全片都是阳性信号。
显色终止后,将切片放于苏木素中进行细胞核复染,随后在冰乙酸(或盐酸酒精)中分化、氨水返蓝。
六、
脱水、透明与封片
将切片依次置于梯度乙醇中脱水,二甲苯透明,最后滴加适量封片剂进行封片,封片要注意不要有气泡,否则影响结果观察且易脱落。
常见问题分析与解决方案
在IHC实验中,挑战无处不在。这里总结了一些常见问题和解决方案,对照遇到的问题进行快速定位原因,下次实验就能避开这些坑!
无特异性信号或信号弱
(一)可能原因
1. 样本问题:组织中目标蛋白不表达或表达量极低;切片保存过久;固定过度导致抗原永久性遮蔽。
2. 抗原修复不当:方法错误;修复液pH值或时间不恰当
3. 一抗:是否可用于IHC,一抗稀释方法和稀释比;孵育时间和抗体效价。
4. 二抗不合适,显色时间短或显色底物失活。
(二)解决思路
1. 设立阳性对照:确保阳性对照有信号,证明实验体系无误;若无,则检查一抗、二抗及显色系统;使用新鲜制备的切片;
2. 缩短固定时间:样本固定不超过24-48小时。
3. 抗原修复:尝试不同的修复方法与缓冲液pH值,使用新鲜配制的修复液;
4. 优化一抗:进行抗体梯度稀释测试,寻找最佳浓度;确认一抗种属与二抗匹配;抗体现配现用。
5. 使用具有放大信号的二抗,延长显色时间;DAB现用现配。
高背景
(一)可能原因
1. 切片储存时间较久。
2. 脱蜡不彻底或孵育过程中干片;内源性过氧化物酶淬灭不完全。
3. 一抗浓度过高或孵育时间过长;二抗非特异性结合或二抗浓度过高。
4. 封闭不充分;洗涤不彻底。
5. DAB显色过度。
(二)解决思路
1. 使用新鲜制备的切片,切片制备好后在一周内进行实验。
2. 使用新鲜的二甲苯,延长脱蜡时间和次数;实验中使用湿盒,全程保持切片湿润;延长过氧化氢阻断时间,或提高其浓度至3%。
3. 降低一抗/二抗浓度,调整孵育时间和温度;同时增加一个二抗对照(不加一抗,只加二抗)
4. 优化封闭:应用二抗同来源血清进行封闭,延长封闭时间。增加一抗和二抗孵育后的洗涤次数和时间。
5. 严格控制显色时间,显微镜下随时观察,及时终止显色。
染色位置不对
(一)可能的原因
1. 固定方式不恰当。
2. 抗原修复不适合;是否进行通透处理;洗涤不充分
3. 抗体非特异性结合
(二)解决方案
1. 更换不同的固定液,对于细胞样本,可以尝试用预冷甲醇进行固定。
2. 尝试更换不同的抗原修复方式。
3. 增加样本通透处理,在一抗孵育前用0.3% TritonX-100,室温通透10~15min。
4. 更换不同的一抗进行对比实验。
IHC是一门兼具科学与艺术的技术。掌握其原理是根本,严谨执行标准化流程是保障,而面对问题时系统性的排查与解决能力,则是实验者从新手走向专家的关键。每一次成功的染色,都是对细节的尊重和对科学的精准诠释。希望小优细节君今天的总结能成为您实验道路上的得力助手,助您拨开迷雾,收获清晰、可靠、可重复的完美结果。
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产品货号 |
产品名称 |
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SignalStain® Antibody Diluent |
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SignalStain® Boost IHC Detection Reagent (HRP, Rabbit) |
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Anti-Rabbit and Mouse HRP&DAB IHC detection kit |
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Anti-Rabbit and Mouse HRP-DAB IHC detection kit (2-step) |
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OneStep polymer HRP Goat anti-Rabbit and Mouse IgG (H+L) (specific for IHC) |
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4%多聚甲醛(通用型组织固定液) |
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OCT包埋剂 |
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过氧化物酶封闭液(H2O2法) |
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山羊血清 |
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Tris-EDTA抗原修复液(10×,pH9.0) |
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柠檬酸钠抗原修复液(50×) |
参考文献:
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