硝酸纤维素膜对蛋白的吸附作用
在免疫层析检测中,蛋白质固着于NC膜作为待测样本的捕获试剂。由于检测结果完全取决于捕获试剂在膜上达到良好的吸附效果,因此蛋白质在膜上均一、良好的吸附对检测结果非常重要。NC膜上结合的蛋白量不足或者蛋白结合力不够强时,就会出现相当多的问题,在检测结果的检测线上非常明显。如果膜上结合的蛋白量太低,那么在结果中检测线显色较弱而且检测灵敏度降低。如果蛋白不能牢固的吸附于NC膜,那么在蛋白吸附于NC膜以前发生扩散,从而导致检测线较宽、显色较弱而不是鲜艳而清晰,使检测结果难以解释。在极端条件下,如果蛋白与NC膜的物理吸附作用太弱,流过的蛋白检测物和表面活性剂溶液可能将固着的蛋白从NC膜上洗掉,从而显示较宽或者根本不清晰的检测线,难以解释检测结果。为了了解如何解决上述问题,首先应该牢固的掌握影响蛋白与NC膜结合的各种因素,包括材料的固有属性及其检测前的处理过程。
自从NC膜第一次应用于蛋白质吸附以来,已有相当多的关于蛋白质吸附于NC膜的研究,但蛋白质吸附于NC膜的确切作用机理仍然不能确定。虽然多种作用力在结合中起到作用,尤其比如疏水力、氢键、静电作用,但是每种作用力的重要性和明确的效果仍然让人难以琢磨。目前有两种比较合理的作用模式。第一种模式认为,蛋白质最初通过静电作用被吸附到NC膜表面,而长期的结合作用是通过氢键和疏水作用完成的。虽然这一原理难以证明,但与已发表的文献实验结论一致,也是最为接受的作用机理。第二种模式认为,蛋白质首先通过疏水相互作用结合到NC膜上,通过静电力牢固地与NC膜结合则。该结合模式同大量已发表的文献结果一致,然而静电作用机理对于采用干燥或乙醇吸附方法到达的蛋白质长期稳定的吸附于NC膜上无法提供合理的解释。
当研究蛋白质捕获剂结合于NC膜时,应该考虑下面五个影响蛋白质结合作用机理的每一个关键因素。1.溶解捕获蛋白的工作缓冲液;2.用来固着捕获蛋白的NC膜;3.捕获蛋白自身;4.将捕获蛋白点样于NC膜的系统;5.捕获蛋白点样时的环境湿度。
这其中,关于工作缓冲液的优化很重要,由于蛋白质捕获剂千差万别,不同蛋白的最大结合量工作缓冲体系各不相同。影响点膜工作缓冲液的重要因素有两个。1.蛋白质的可溶性(即用于吸附于NC膜的蛋白量);2.蛋白质分子的稳定
性(即倾向于聚集或溶于水)。
为了确保足够的蛋白喷涂捕获线,首先必须将捕获蛋白溶解于点膜缓冲液,而点膜缓冲液维持一定的离子浓度可以确保蛋白的可溶性。尽管点膜工作液具备一定的离子强度有助于控制捕获剂的PH值,但也可以干扰蛋白质结合的静电相互作用。因此,确定维持足量的捕获蛋白浓度的最低可能离子强度至关重要。
如果特定浓度的蛋白质分子在溶液中稳定,那么就会溶解于溶液中。但是如果它的能量状态有利于形成固体,那么吸附到NC膜上的蛋白量多于稳定溶解在溶液里的蛋白量。采用破坏稳定剂或者沉淀剂能够诱导产生这种能量状态,但是如果诱导过度也可能引起其它的问题。如果蛋白在点膜以前沉淀,那么整个试剂系统就高度不稳定且几乎完全不可重复性,导致剩余的吸附到NC膜上的溶解蛋白量剧烈减少,而且沉淀物也可造成诸如堵塞喷涂设备管道或者NC膜微孔等问题。在某种情况下,点膜过程中为了达到适量的蛋白吸附必须将蛋白质处于不稳定状态,有些情况也有例外。总之,通过调整蛋白喷涂工作缓冲系统的属性能够改变蛋白质与NC膜的结合作用,其中核心属性涉及缓冲液的离子强度、酸度及所用沉淀剂浓度。