高灵敏度:该荧光底物对蛋白酶活性检测具有的灵敏度,能够检测到极低浓度的蛋白酶 。即使样本中蛋白酶含量极少,也能通过释放的 AMC 产生明显的荧光信号,可检测到纳摩尔(nM)级别的蛋白酶活性变化,有助于发现微量蛋白酶在生理或病理过程中的作用。
良好的特异性:Ac-Pro-Ala-Leu-AMC 针对特定的蛋白酶或蛋白酶家族设计,能够与目标蛋白酶特异性结合并被切割 。在复杂的生物样本中,可有效避免与其他非目标蛋白酶或蛋白质发生非特异性反应,减少背景信号干扰,提高检测结果的准确性,确保检测到的荧光信号真实反映目标蛋白酶的活性。
操作简便:使用该荧光底物进行蛋白酶活性检测的实验流程相对简单,无需复杂的样本前处理和仪器设备 。只需将底物与含有蛋白酶的样本混合,在适宜的条件下孵育,然后通过荧光分光光度计或酶标仪等常规仪器检测荧光强度即可,适合大多数实验室开展相关研究。
反应快速:底物与蛋白酶的反应动力学良好,能够在较短时间内完成切割反应 。通常在几分钟到数小时内即可观察到明显的荧光信号变化,相比传统的蛋白酶活性检测方法(如基于发色基团的底物检测),大大缩短了实验时间,提高了实验效率,便于进行实时监测和快速筛选实验。
广泛的应用范围:可用于多种样本类型的蛋白酶活性检测,包括细胞裂解液、组织匀浆、血清、血浆、尿液等 。同时适用于不同的实验场景,如研究蛋白酶在疾病发生发展过程中的活性变化、筛选蛋白酶抑制剂或激活剂、评估药物对蛋白酶活性的影响等,为科研人员提供了多样化的研究手段。
试剂检查:收到 AAT 13479--AAT 蛋白酶荧光底物 Ac-Pro-Ala-Leu-AMC 后,检查包装是否完好,确认标签信息完整,包括产品名称、货号、规格、浓度(如需溶解后确定)、有效期等 。将底物短暂离心(低速,如 2000 - 3000 rpm,离心 1 - 2 分钟),使附着在管盖上的底物集中于管底,避免损失。观察底物外观,正常情况下应为白色或类白色粉末(如为溶液状态,应澄清无浑浊、沉淀)。若发现异常,请勿使用,并及时联系供应商处理。
试剂准备:
底物溶解:根据实验需求,将底物用合适的溶剂溶解。通常推荐使用 DMSO(二甲基亚砜)溶解,配制成高浓度的母液(如 1 - 10 mM) 。溶解过程中,使用移液枪准确量取溶剂,加入底物管中,轻轻振荡或涡旋混匀,确保底物溶解。溶解后的母液分装成小份, - 20℃或 - 80℃避光保存,避免反复冻融,以防止底物降解。
缓冲液配制:准备适合蛋白酶活性检测的缓冲液,缓冲液的选择需根据目标蛋白酶的特性确定 。例如,对于大多数中性 pH 环境下发挥活性的蛋白酶,可使用磷酸盐缓冲液(PBS,pH 7.4);对于酸性蛋白酶,可使用醋酸缓冲液(pH 4.0 - 5.0)等。缓冲液中可能还需添加必要的辅助成分,如金属离子(某些蛋白酶需要特定的金属离子激活)、还原剂(防止半胱氨酸蛋白酶的活性中心被氧化)等,具体成分和浓度参考相关文献或实验经验。
样本准备:
细胞样本:若检测细胞内的蛋白酶活性,需收集细胞并制备细胞裂解液 。首先用胰酶消化贴壁细胞,或直接收集悬浮细胞,使用预冷的 PBS 洗涤细胞 2 - 3 次,去除培养基和杂质。然后加入适量的细胞裂解液(如含蛋白酶抑制剂的 RIPA 裂解液),在冰上裂解细胞 15 - 30 分钟,期间可轻轻振荡或涡旋。最后通过离心(如 12000 rpm,4℃离心 10 - 15 分钟)收集上清液,即为细胞裂解液,可用于后续实验。
组织样本:对于组织样本,先将组织切成小块,加入适量的预冷匀浆缓冲液(如含蛋白酶抑制剂的 PBS),使用组织匀浆器进行匀浆处理 。匀浆后的组织样本通过离心(如 12000 rpm,4℃离心 15 - 20 分钟)去除组织碎片,收集上清液作为组织匀浆样本。
体液样本:血清、血浆、尿液等体液样本可直接使用,或根据实验需求进行适当的稀释 。若样本中存在杂质或可能干扰实验的物质,可通过离心(如 3000 rpm,室温离心 10 分钟)或过滤等方法进行预处理。
仪器准备:准备好荧光分光光度计或酶标仪,确保仪器运行正常 。使用前对仪器进行预热和校准,设置合适的检测参数,包括激发波长、发射波长、狭缝宽度(对于荧光分光光度计)、检测时间等。根据仪器操作手册,正确安装比色皿(荧光分光光度计)或放置微孔板(酶标仪)。
反应体系配制:在无菌的微孔板或比色皿中,按照以下顺序依次加入各成分(以 200 μL 反应体系为例):
缓冲液:170 μL
样本(细胞裂解液、组织匀浆、体液等):20 μL
底物母液(根据实验设计稀释至合适浓度,如 100 μM):10 μL
对照设置:为确保实验结果的准确性和可靠性,需设置多种对照:
空白对照:加入缓冲液、底物,但不加入样本,用于检测底物自身的荧光背景以及实验过程中的非特异性荧光信号 。
阴性对照:加入缓冲液、样本,但不加入底物,用于检测样本中可能存在的自发荧光或其他非特异性荧光物质对实验结果的影响 。
阳性对照:加入已知活性的蛋白酶标准品、缓冲液和底物,用于验证实验体系的有效性和检测方法的准确性 。阳性对照的蛋白酶浓度应根据实验需求和标准品的活性进行合理设置。
反应孵育:将配制好的反应体系在适宜的温度下孵育(温度根据目标蛋白酶的最适温度确定,如 37℃) 。孵育时间根据实验目的和蛋白酶活性大小而定,一般可设置为 30 分钟 - 2 小时 。在孵育过程中,可将微孔板或比色皿放置在恒温振荡器上,轻轻振荡,使反应更充分,但需注意避免液体溅出。
荧光检测:孵育结束后,将微孔板或比色皿放入荧光分光光度计或酶标仪中,按照预先设置的检测参数进行荧光强度检测 。记录每个样本的荧光值(RFU,相对荧光单位)。
数据处理:首先,从每个样本的荧光值中扣除空白对照的荧光值,得到校正后的荧光值 。对于多个重复样本,计算其平均值和标准差,评估数据的重复性和稳定性。
活性计算:根据标准曲线法或相对定量法计算蛋白酶活性 。
标准曲线法:使用已知浓度的蛋白酶标准品,按照上述实验操作步骤进行检测,绘制荧光值与蛋白酶浓度的标准曲线 。根据样本的校正荧光值,在标准曲线上查找对应的蛋白酶浓度,从而计算出样本中蛋白酶的活性。
相对定量法:若只需要比较不同样本之间蛋白酶活性的相对差异,可选择相对定量法 。以某一个样本作为参照样本,计算其他样本与参照样本的荧光值比值,该比值可反映不同样本中蛋白酶活性的相对高低。
结果分析与呈现:根据实验数据和研究目的,对结果进行分析和讨论 。可使用图表(如柱状图、折线图)直观展示不同样本中蛋白酶活性的差异,结合生物学背景知识,探讨蛋白酶活性变化与实验处理、疾病状态等因素之间的关系。在撰写实验报告时,详细记录实验方法、数据处理过程和结果分析结论,确保实验结果的可重复性和科学性。
试剂保存:剩余的底物母液按照分装保存的条件,放回 - 20℃或 - 80℃冰箱避光保存 。对于使用过的缓冲液、样本等试剂,若不再使用,按照实验室化学废弃物和生物废弃物处理规定进行分类处理,避免污染环境。
仪器清洁:实验结束后,按照仪器操作手册的要求对荧光分光光度计或酶标仪进行清洁和维护 。使用合适的清洁剂擦拭仪器表面,清理比色皿或微孔板残留的液体,确保仪器处于良好的运行状态,为下一次实验做好准备。
底物保存与使用:底物应严格按照推荐的温度和条件保存,避免光照和潮湿 。从冰箱取出底物母液时,应在冰上融化,待恢复至室温后再使用,防止因温度变化导致底物降解。使用前务必短暂离心,确保底物全部集中于管底,避免移液误差。由于 DMSO 易吸潮,在配制底物母液时,尽量快速操作,避免长时间暴露在空气中。
样本处理:在样本制备过程中,要注意保持蛋白酶的活性 。使用含蛋白酶抑制剂的裂解液或缓冲液处理样本,防止样本中的蛋白酶在处理过程中发生自降解或被其他因素激活。对于新鲜采集的样本,应尽快进行处理和检测,避免样本长时间放置导致蛋白酶活性变化。同时,确保样本的均匀性和代表性,对于组织样本,匀浆过程要充分,对于体液样本,混合要均匀。
实验条件优化:不同的蛋白酶具有不同的最适反应条件(如温度、pH、离子浓度等),在进行实验前,建议通过预实验摸索最佳的实验条件 。对于底物浓度,也需进行优化,过高或过低的底物浓度都可能影响实验结果的准确性和灵敏度。此外,反应时间的选择也至关重要,过短的反应时间可能导致底物未被充分切割,过长的反应时间可能使荧光信号达到饱和或出现非特异性反应,需根据蛋白酶的活性和实验需求进行合理调整。
安全防护:实验过程中使用的 DMSO 等试剂具有一定的毒性和刺激性,操作时需佩戴手套、护目镜等防护装备,在通风橱中进行,避免试剂接触皮肤和吸入人体 。若不慎接触到皮肤或眼睛,应立即用大量清水冲洗,并根据情况就医。同时,注意实验室通风良好,防止有害气体积聚。
荧光信号过低:
原因:可能是底物浓度过低、蛋白酶活性低、反应时间不足、样本中存在抑制剂等 。
解决方法:适当提高底物浓度,重新进行实验;检查样本中蛋白酶的活性,如确认蛋白酶是否失活,可通过添加阳性对照进行验证;延长反应时间,观察荧光信号是否增强;检查样本处理过程中是否引入了蛋白酶抑制剂,如缓冲液中是否误加了过量的抑制剂,必要时更换样本或调整缓冲液成分 。
荧光信号过高(超出检测范围):
原因:可能是底物浓度过高、样本中蛋白酶活性过高、反应时间过长等 。
解决方法:降低底物浓度,对样本进行适当稀释后重新检测;减少样本用量或选择活性较低的样本;缩短反应时间,重新设置孵育时间进行实验 。
空白对照荧光值过高:
原因:可能是底物自身纯度不高、DMSO 污染、实验器材污染、缓冲液中存在荧光物质等 。
解决方法:检查底物的质量和纯度,必要时更换新的底物;使用新开封的 DMSO 配制底物;对实验器材进行清洗和消毒,或更换新的器材;重新配制缓冲液,确保所用试剂无荧光杂质 。
实验重复性差:
原因:可能是样本不均匀、操作误差、实验条件不稳定等 。
解决方法:确保样本充分混合均匀,对于组织样本可增加匀浆次数;规范实验操作,减少移液误差、温度控制误差等;保持实验环境稳定,使用恒温恒湿设备,确保每次实验的条件一致 。