尿液中囊泡的提取和鉴定
尿液中exosome的提取和鉴定
一、 exosome的提取
(一) 实验准备
1. 试剂:Sigma P2714,三乙醇胺,NaOH,蔗糖,去离子水
耗材:超速离心管50mL,15mL
2. 配制Isolation solution 50 mL
1. 10 mM Triethanolamine(三乙醇胺)(MW 185.7) 0.093 g
2. 250 mM Sucrose(蔗糖)(MW 342.3) 4.28 g
3. 加去离子水 至 45 mL
4. 1 M NaOH 调pH至7.6 ~220 μL
5. 加去离子水 至 50mL
6. 加protease inhibitors day of isolation
3. 3. 5×SDS-Laemmli for Western Blot 50 mL 1. SDS 3.75g
2. Glycerol 15 mL
3. 1 M Tris-HCl, pH 6.8 2.5 mL
4. Bromophenol溴酚蓝 dab
5. DTT 60 mg/mL
6. 去离子水至 50 mL
(二) 实验步骤(Pisitkun 2004; Gonzales, Zhou et al. 2010)
1. 将,80?冻存的尿液取出解冻,涡旋,分装在50mL离心管中。
2.从-20?中取出Sigma P2714 蛋白酶抑制剂,加入5mL二次水混匀。 3.每50mL尿液中加入625 μL溶解后的蛋白酶抑制剂(12.5 μL/mL Urine)。 4.于4?,17000 × g 离心15 min。(新鲜尿液25?离心) (超速离心机型号Hitachi CP 80MX)
5.取上清液置于超速离心管中,装3管,每管分装8mL, 4? 200 000 × g离心1 h。(同上新鲜尿液25?)
6.离心后弃上清,再取17000 × g上清各8mL分置3管中,同上述条件离心。 7.弃上清,3管中各加50μL isolation solution,涡旋混匀30 s,转移到一个1.5 mL Eppendrof离心管中。
8.加1 mL 200 mg/mL DTT 95?孵育2 min。
9. 将上述溶液转移至高速离心管中,并加入8 mL isolation solution 17000 × g超高速离心10min。
10.弃上清,加50 μL isolation solution溶解沉淀物,在17 000 × g 离心15 min。
取上清做1D SDS/PAGE.
11. Bradford 法测蛋白总浓度。
12.按1:4体积比加入5×SDS-Laemmli 缓冲液(含60 mg/mL DTT),涡旋混匀。 13.60?加热10 min,-80?保存。(for western blot)
朱墨桃师姐提取exosome
方法
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(Zhu, Li et al. 2012) 1.2,000 g for 10 min at 4 ?C ,除去死细胞;
2.取上清,4 ?C 10,000 g 离心30 min,除去细胞碎片; 3.取上清,4 ?C 110,000 g离心70 min,弃上清;
4.PBS清洗并重新分散,-80 ?C保存。
5.microbicinchoninic acid assay (Applygen Technologies Inc, China)测定蛋白含量。
二、 负染电镜分析
(一)实验准备
4% paraformaldehyde 多聚甲醛(in PBS,pH 7.4),1 % Uranyl acetate乙酸双氧铀in dd-HO,2石蜡膜,200 目镍网
(二)实验步骤
1. 将20μL exosomes 小体悬样与4% 多聚甲醛(in PBS,pH 7.4)1:1混匀。 2. 取10μL混合物滴于石蜡膜上,将200目镍网置于液滴中悬浮10min。 3. 用毛边滤纸从侧面吸干多余液体。
4. 在20μL PBS液滴中悬浮5min,重复。
5. 在20μL 去离子水液滴中悬浮5min,重复。
6. 1% 乙酸双氧铀负染液负染1 min,用毛边滤纸从侧面吸干多余液体。 7. 将镍网正面朝上置于滤纸上,在有盖的玻璃皿中干燥15min。 8. 样品准备完毕,进行EM分析。
三、 1D SDS-PAGE
(一)实验准备
, 储存液配制:
HCl (1)2 M Tris-
(2)100 g/L SDS 溶液
(3)75%(v/v)甘油
(4)10 g/L 溴酚蓝溶液
, 电泳工作液配制:
(1)Acr-Bis液
(2)4×分离胶缓冲液
(3)100 g/L 过硫酸铵溶液
(4)TEMED 成品液
(5)5×样品缓冲液
(6)10×电泳缓冲液
, 12% 电泳胶的配制
, 考马斯亮蓝染色液和脱色液
(二)实验步骤
1.制胶 装好灌胶器,在分别在两个洁净小烧杯(离心管也可)内配制分离胶和浓缩胶混
-PAGE溶液配制及具体
流程
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》。以枪头搅合液(注意灌胶时再加AP和TEMED),配方见《SDS
拌约10-20 sec,灌胶分离胶。在胶面上小心地铺上几毫米厚的水层,然后常温凝固30 min(胶面与水层间界面清晰说明胶已凝好)。此时倒出水层,浓缩胶混合液加入AP和TEMED,枪头搅拌均匀,加入灌胶器,上覆水层,然后插入梳子,凝固2h。
2.上样跑胶 打开固定玻璃板的塑料夹,取出梳子,取下胶板装入电泳槽,在电泳槽中加入电泳缓冲液,上槽灌满,下槽电泳缓冲液的量根据电泳胶数目参照电泳槽上的刻度线确定。根据蛋白定量结果,每条泳道上样量在15 μg左右。2×样品缓冲液与样品1:1混合,上样体积一般为15-20μL,插入上样梳上样。电泳条件:step 1: 80V 5min,step 2: 150V 2h,
注意观察溴酚蓝的位置,一般半小时左右完成。
3.染色及脱色 关闭电源,取出电泳后的胶板,用刮胶板小心撬开玻璃板将胶取下(不可用蛮力,用二次水润湿比较容易取下来),置于带盖的玻璃皿中,加入染色液(以刚没过凝胶即可),于微波炉加热约40-70 sec至染色液微沸(注意盖子不要盖的太紧以防染色液爆沸喷溅),然后于脱色摇床上继续染色约10 min。染色液请倒入专用的回收容器内。淋洗凝胶冲去剩余染料,然后倒入适量的脱色液,微波加热至微沸后于摇床上脱色约10 min,重新换上脱色液室温摇床脱色至完全去除背景色。
.扫描及后处理 脱色后的凝胶置于扫描仪上扫描凝胶图像并保存,不立即酶解的凝胶在4
二次水中4?冰箱保存。(尽快处理,防止蛋白扩散和变质)
四、 1D SDS-PAGE蛋白质条带胶内酶解
(一)实验准备
脱色及脱水
1. 25 mM NHHCO 100 mg NHHCO,50 mL dd HO 43432
2. 25 mM NHHCO/50 % ACN 100 mg NHHCO,25 mL ACN,25 mL dd HO 434323. Stock Solution:1 %甲酸 990 μL dd HO,10 μL甲酸 2
4. 0.1 %甲酸 100 μL Stock solution,900 μL dd HO 2
还原和烷基化
5. 10 mM DTT 1.5 mg DTT/25 mM NHHCO 43
6. 55 mM 碘乙酰胺 10 mg碘乙酰胺/ 25 mM NHHCO 43
胰酶消化
7. Trypsin(Promega V5113) 12.5 ng trypsin/25 mM NHHCO 43
提取肽段
8. 50 % ACN/0.5 甲酸 500 μL stock solution,500 μL ACN 质谱准备
9. Millipore ZipTip C18 Pipette Tips ??
10. Stock solution:1% 甲酸
11. Equilibration and washing:0.1 % 甲酸
12. Wetting and elution:50 % ACN/0.1 % 甲酸 100 μL stock solution,500 μL ACN, 400 μL dd HO 2
(二)实验步骤
31. 将胶条用手术刀片或保险刀片按顺序切下,每条带约1.5 mm大小,7 cm 胶条约切
12 ~ 15条;
22. 将胶条切成1-2 mm的小块,置于1.5 mL EP管中,记录条带号及相应的位置;
3. 用200 μL MilliQ超纯水振荡清洗5 min,重复一次;
4. 脱色
(1) 加入100 μL 25 mM NHHCO/50 % ACN,涡旋并孵育10 min,吸干上清; 43
(2) 重复(1)至蓝色褪去,胶粒萎缩变白;
(3) 真空干燥胶粒至全干(~20min)。
5. 还原烷基化
(1) 向干胶粒中加入50 μL 10 mM DTT/25 mM NHHCO,涡旋。56?还原反43
应1 h,冷至室温;
(2) 弃掉上清,立即加入50 μL 55 mM碘乙酰胺,涡旋后避光室温反应45 min;
(3) 弃掉上清,加入100 μL 25 mM NHHCO 涡旋并孵育10 min清洗胶粒; 43
(4) 弃掉上清,100 μL 25 mM NHHCO/50 % ACN涡旋并孵育10 min以脱去43
胶粒中的水分,重复1 次;
(5) 真空干燥胶粒至全干(~20min)。
6. 胶内酶解
(1) 加入3倍于胶粒的酶解液冰浴30 min(或放4?冰箱),使胶粒复水;
(2) 除去过量的Trypsin溶液后,用50 μL 25 mM NHHCO清洗胶粒几次,43
最后用50 μL 25 mM NHHCO覆盖胶粒; 43
(3) 涡旋,37?反应过夜。
7. 提取肽段
(1) 将酶解后上清液转移至1.5 mL离心管中;
(2) 向胶粒中加入30 μL 50 % 乙腈/0.1 %甲酸,涡旋孵育30min,并超声5 min;
(3) 吸取上清与第一次的上清合并;
(4) 重复步骤(2)(3);
(5) 涡旋后冷冻浓缩至5-10 μL(~30min)。加入0.1 %甲酸 15 μL,涡旋。 五、 质谱鉴定
1. ZipTip Protocol ,,
(1) 将50 μL样品加入到96孔板,每个样品一个孔;
(2) 将20 μL elution solution加入到干净的离心管中,每个样品一个;
(3) Wetting ZipTip:吸10 μL wetting solution入针尖,打出,重复操作;
(4) Equilibrate ZipTip:吸10 μL 平衡液 ,打出,重复操作;
(5) Binding:来回吸、打样品10次;
(6) Washing:吸washing solution,打掉;重复2次;
2. Elution:将离心管中20 μL elution solution吸打10次,不要引入空气;
3. 将样品浓缩至5 μL加入15 μL 0.1 % 甲酸,混匀后进样;
4. 根据质谱结果搜库。
六、 IEF/SDS-PAGE双向电泳
(一)第一向等电聚焦(7cm胶条,pH 3-10)
1. 从冰箱中取-20?冷冻保存的水化上样缓冲液(I)(不含DTT,不含Bio-Lyte)一小管(1mL/管),置室温溶解。
2. 在小管中加入0.01g DTT, Bio-Lyte 4/6、5/7各2.5μL,充分混匀。 3. 从小管中取出200μL水化上样缓冲液,加入50μL样品,充分混匀。 4. 从冰箱取-20?冷冻保存的IPG预制胶条(7cm pH 3-10),于室温放置10分钟。 5. 沿着聚焦盘或水化盘中槽的边缘至左而右线性加入样品(7cm胶条一般加125-250μL,10-100μg)。在槽两端各1cm左右不要加样,中间的样品液一定要连贯。注意:不要产生气泡。否则影响到胶条中蛋白质的分布。
6. 当所有的蛋白质样品都已经加入到聚焦盘或水化盘中后,用镊子轻轻的去除预制IPG胶条上的保护层。
7. 分清胶条的正负极,轻轻地将IPG胶条胶面朝下置于聚焦盘或水化盘中样品溶液上,使得胶条的正极(标有+)对应于聚焦盘的正极。确保胶条与电极紧密接触。不要使样品溶液弄到胶条背面的塑料支撑膜上,因为这些溶液不会被胶条吸收。同样还要注意不使胶条下面的溶液产生气泡。如果已经产生气泡,用镊子轻轻地提起胶条的一端,上下移动胶条,直到气泡被赶到胶条以外。
8. 在每根胶条上覆盖1.5 mL矿物油,防止胶条水化过程中液体的蒸发。需缓慢的加入矿物油,沿着胶条,使矿物油一滴一滴慢慢加在塑料支撑膜上。
9. 对好正、负极,盖上盖子。设置等电聚焦程序。
, 7cm胶条
水化 12小时(18?) 主动水化(50V)或被动水化
, S0 50V rapid 12h 水化(若被动水化,此步省却)
, S1 250V linear 30min 除盐
, S2 500V rapid 30min 除盐
, S3 4000V linear 3h 升压
, S4 4000V rapid 20,000Vhr 聚焦
, S5 500V rapid 99h 保持
10.聚焦结束的胶条应立即进行平衡、第二向SDS-PAGE电泳,否则将胶条置于样品水化盘中,-20?冰箱保存。
(二)第二向SDS-PAGE电泳
1. 配制12%的丙烯酰胺凝胶两块。配12mL凝胶溶液,每块凝胶6mL,将溶液分别注入玻璃板夹层中,上部留1cm的空间,用MilliQ水封面,保持胶面平整。聚合30分钟。一般凝胶
与上方液体分层后,表明凝胶已基本聚合。
2. 待凝胶凝固后,倒去分离胶表面的MilliQ水,用MilliQ水冲洗。
3. 从-20?冰箱中取出的胶条,先于室温放置10分钟,使其溶解。
4. 配制胶条平衡缓冲液I。
5(在桌上先放置干的厚滤纸,聚焦好的胶条胶面朝上放在干的厚滤纸上。将另一份厚滤纸用MilliQ水浸湿,挤去多余水分,然后直接置于胶条上,轻轻吸干胶条上的矿物油及多余样品。这可以减少凝胶染色时出现的纵条纹。
6. 将胶条转移至溶涨盘中,每个槽一根胶条,在有胶条的槽中加入2.5mL胶条平衡缓冲液I。将样品水化盘放在水平摇床上缓慢摇晃15分钟。
7. 配制胶条平衡缓冲液II。
8. 第一次平衡结束后,彻底倒掉或吸掉样品水化盘中的胶条平衡缓冲液I。并用滤纸吸取多余的平衡液(将胶条竖在滤纸上,以免损失蛋白或损坏凝胶表面)。再加入胶条平衡缓冲液II,继续在水平摇床上缓慢摇晃15分钟。
9. 用滤纸吸去SDS-PAGE聚丙烯酰胺凝胶上方玻璃板间多余的液体。将处理好的第二向凝胶放在桌面上,长玻璃板在下,短玻璃板朝上,凝胶的顶部对着自己。
10.将琼脂糖封胶液进行加热溶解。
11.将10×电泳缓冲液,用量筒稀释10倍,成1×电泳缓冲液。赶去缓冲液表面的气泡。 12.第二次平衡结束后,彻底倒掉或吸掉样品水化盘中的胶条平衡缓冲液II。并用滤纸吸取多余的平衡液(将胶条竖在滤纸上,以免损失蛋白或损坏凝胶表面)。
13.将IPG胶条从样品水化盘中移出,用镊子夹住胶条的一端使胶面完全浸末在1×电泳缓冲液中。然后将胶条胶面朝上放在凝胶的长玻璃板上。其余胶条同样操作。 14.将放有胶条的SDS-PAGE凝胶转移到灌胶架上,短玻璃板一面对着自己。在凝胶的上方加入低熔点琼脂糖封胶液。
15.用镊子、压舌板或是平头的针头,轻轻地将胶条向下推,使之与聚丙烯酰胺凝胶胶面完全接触。注意不要在胶条下方产生任何气泡。在用镊子、压舌板或平头针头推胶条时,要注意是推动凝胶背面的支撑膜,不要碰到胶面。
16.放置5分钟,使低熔点琼脂糖封胶液彻底凝固。
17.在低熔点琼脂糖封胶液完全凝固后。将凝胶转移至电泳槽中。
18.在电泳槽加入电泳缓冲液后,接通电源,起始时用的低电流(5mA/gel/17cm)或低电压,待样品在完全走出IPG胶条,浓缩成一条线后,再加大电流(或电压)(20-30mA/gel/17cm),待溴酚蓝指示剂达到底部边缘时即可停止电泳。
19.电泳结束后,轻轻撬开两层玻璃,取出凝胶,并切角以作记号(戴手套,防止污染胶面)。 20.进行染色(按照伯乐染色试剂盒上的操作步骤)
Bradford法测蛋白总浓度
检测原理: Bradford与蛋白质四级结构,特殊氨基酸结合,由棕色变成蓝色,595nm检测。该方法用于大多数蛋白质的定量是比较精确的,但不使用于小分子碱性多肽的定量,如核糖核酸酶或溶菌酶,去污剂的浓度超过0.2%影响测定结果,如TritonX-100,SDS,NP-40等 ?Bradford法浓染液的配制:将100mg考马斯亮蓝G-250溶于50ml 95%乙醇,加入100mL浓磷酸;然后,用蒸馏水补充至200ml;此染液放4?至少6个月保持稳定. ?标准曲线蛋白质样本的制备:尽量使用与待测样本性质相近的蛋白质作为标准品,例如测定抗体,可用纯化的抗体作为标准,如果待测样品是未知的,也可用抗体作为标准蛋白,通常
在20μg -150μg/100μL之间绘制标准曲线.
?将待测样本溶于100μL缓冲溶液中,该缓冲溶液相同(最好用PBS)
?按照1:5用水稀释浓燃料结合溶液,如果出现沉淀,过滤除去.
?每个样品家5ml稀释的燃料结合溶液,作用5-30分钟,燃料与蛋白结合,将由红色变为兰色,
在595nm波长下测定其吸光度,注意显色反应不超过30分钟.
?根据标准曲线计算待测样品的浓度.
1.Gonzales, P. A., H. Zhou, et al. (2010). "Isolation and Purification of Exosomes in Urine." 641:
89-99.
Pisitkun, T. (2004). "Identification and proteomic profiling of exosomes in human urine." Proceedings
of the National Academy of Sciences 101(36): 13368-13373.
Zhu, M., Y. Li, et al. (2012). "Exosomes as Extrapulmonary Signaling Conveyors for
Nanoparticle-Induced Systemic Immune Activation." Small 8(3): 404-412.