NADP⁺/NADPH含量检测实验步骤详解:辅酶Ⅱ含量检测试剂盒完整操作指南
这篇是KTB1010(辅酶Ⅱ NADP(H)检测试剂盒)的完整操作指南。如果你同时在跑KTB1020(NAD/H),两篇文章建议对照阅读——两款试剂盒的整体框架相同,但在标准品处理、工作液底物和读数方式上有三处关键差异,混淆任何一处都会导致数据出问题。差异点在正文里会逐一标注。
开始之前:几件必须提前确认的事
确认试剂盒组分完整。 KTB1010包含:Assay Buffer、Glucose(1 M)、WST-8、Enhancer Solution、NADP Cycling Enzyme Mix、NADPH Standard(冻干粉×1瓶)、NADP Extraction Buffer、NADPH Extraction Buffer,共8个组分。收货后逐一核对,确认WST-8、Enhancer、NADP Cycling Enzyme Mix这三个需要-20℃避光保存的组分在运输过程中冷链完好。
提前预热酶标仪。 酶标仪需要预热30 min以上才能稳定在450 nm波长。KTB1010是动力学差值法,需要在加样后立即读第一个时间点——如果酶标仪还没预热完成就到了这一步,整批数据会作废。建议在开始样本制备之前就启动酶标仪预热,不要等到上机前才想起来。
做预实验,不要跳过。 首次使用或换了新样本类型时,用2–3个预期差异较大的样本先跑一次预实验,确认信号落在0.5–20 µM线性区间内。KTB1010的检测上限(20 µM)低于KTB1020(50 µM),如果样本本底浓度偏高,超出上限的概率更大,预实验能提前发现这个问题。
想好要测什么。 这款试剂盒可以单独测NADP⁺、单独测NADPH,或者两者都测算比值。测比值需要把同一份样本分成两管,分别用NADP Extraction Buffer(提NADP⁺)和NADPH Extraction Buffer(提NADPH)处理,提前估算好起始样本量。
做好安全防护。 提取缓冲液含有一定化学刺激性,实验全程请穿戴实验服、手套和护目镜,在通风橱内进行样本制备操作。
试剂准备
各组分使用前处理
| 组分 | 使用前处理 | 实验中注意事项 |
|---|---|---|
| Assay Buffer | 平衡到室温 | 4℃保存 |
| Glucose(1 M) | 平衡到室温 | 4℃保存 |
| WST-8 | 直接使用 | 冰上避光放置;未用完分装后-20℃避光保存,禁止反复冻融 |
| Enhancer | 直接使用 | 冰上避光放置;未用完分装后-20℃避光保存,禁止反复冻融 |
| NADP Cycling Enzyme Mix | 直接使用 | 冰上避光放置;未用完分装后-20℃避光保存,禁止反复冻融 |
| NADPH Standard(冻干粉) | 临用前复溶:加1 mL去离子水充分溶解,配成10 mM溶液 | 冰上避光放置;复溶后分装-20℃避光保存,禁止反复冻融 |
| NADP Extraction Buffer | 平衡到室温 | 4℃保存 |
| NADPH Extraction Buffer | 平衡到室温 | 4℃保存 |
各组分开盖前先低速离心。 WST-8、Enhancer、NADP Cycling Enzyme Mix全程冰上避光保存——光照会导致WST-8非酶促自发还原,抬高背景噪声。
⚠️ 与KTB1020的差异一:标准品形式KTB1020的NAD Standard是即用型液体,开管即用。KTB1010的NADPH Standard是冻干粉,必须在实验当天临用前加1 mL去离子水复溶,充分溶解后再配制梯度稀释液。不要提前一天复溶后放置,复溶后的NADPH溶液不稳定,应当天使用。
标准品配制
取2 µL已复溶的10 mM NADPH Standard,加998 µL Assay Buffer,配成1 mL 20 µM NADPH预混液。然后按下表稀释:
| 序号 | 20 µM预混液(µL) | Assay Buffer(µL) | 终浓度(µM) |
|---|---|---|---|
| 1 | 100 | 0 | 20 |
| 2 | 50 | 50 | 10 |
| 3 | 40 | 60 | 8 |
| 4 | 20 | 80 | 4 |
| 5 | 10 | 90 | 2 |
| 6 | 5 | 95 | 1 |
| 7 | 2.5 | 97.5 | 0.5 |
注意KTB1010的标准曲线最高浓度是20 µM,而KTB1020是50 µM。这个差异对应两款试剂盒各自的线性范围上限。稀释后的标准品溶液当天使用,不要隔夜保存。
操作提示:序号6(5 µL)和序号7(2.5 µL)处于小量程移液的敏感区间,枪头挂壁和系统误差在这个体积下影响更显著。操作时建议换用量程匹配的小量程移液器(如2–20 µL规格),枪头预湿后再取液,吸打3次确认无气泡。这两个低浓度点是标准曲线底部的关键数据,移液精度直接影响R²。
样本制备
NADP⁺和NADPH同样对温度和pH极度敏感,样本前处理的速度和温度控制是决定数据质量的关键。样本从离体到加入提取缓冲液的时间越短越好,全程在冰上操作。
提取逻辑明确一次:NADP Extraction Buffer是酸性的,保护NADP⁺、破坏NADPH;NADPH Extraction Buffer是碱性的,保护NADPH、破坏NADP⁺。两种缓冲液绝对不能用错,加错后目标分子在提取阶段就已降解,后续检测到的信号没有意义。
组织样本
起始量:约20 mg新鲜组织。
提取NADP⁺的流程:
- 用预冷PBS在冰上洗涤组织,吸干表面液体
- 称重后立即用剪刀在冰上剪碎(动作要快,不要在室温下慢慢操作)
- 置于匀浆器中,加入100 µL NADP Extraction Buffer,充分匀浆
- 煮沸5 min(盖紧离心管盖,防止水分散失)
- 立即放回冰上,加入20 µL Assay Buffer和100 µL NADPH Extraction Buffer中和提取物
- 4℃,14000 rpm离心5 min
- 吸取上清转移至新离心管,冰上待测
提取NADPH的流程:
步骤与上面相同,但第3步换用100 µL NADPH Extraction Buffer匀浆,第5步中和时换用100 µL NADP Extraction Buffer。其余步骤完全一致。
关于组织取材:取材和提取不在同一时间进行时,组织取材后应立即投入液氮淬灭,在冷冻状态下称重,然后直接转入冰上的匀浆体系。组织在室温下停留哪怕几分钟,代谢状态的改变会让NADP⁺/NADPH比值产生系统性偏移。
细胞或细菌样本
起始量:约1×10⁶个细胞或细菌。
提取NADP⁺的流程:
- 收集细胞或细菌,用冷PBS洗涤(800 g离心2 min,弃上清)
- 加入100 µL NADP Extraction Buffer
- 冰浴超声破碎5 min(功率20%或200 W,超声3 s,间隔7 s,重复30次)。注:上述参数基于常见探头式超声破碎仪,不同品牌和型号的实际输出功率差异较大,首次使用建议先用少量样本摸索合适功率。超声全程保持冰浴,防止样品升温——温度升高对NADP/NADPH的破坏比破碎不充分更难补救。
- 煮沸5 min(盖紧)
- 立即放回冰上,加入20 µL Assay Buffer和100 µL NADPH Extraction Buffer中和
- 4℃,14000 rpm离心5 min
- 上清转移至新离心管,冰上待测
提取NADPH的流程:
第2步换用100 µL NADPH Extraction Buffer,第5步中和时换用100 µL NADP Extraction Buffer,其余步骤相同。
关于细胞收集速度:吸走培养基后,后续操作尽量压缩时间。多个样本同时处理时,建议分批操作,确保每个样本从离心到加提取液之间的时间间隔尽量短。
血清(浆)样本
起始量:约20 µL血清(浆)。
提取NADP⁺的流程:
- 吸取约20 µL血清(浆)
- 加入100 µL NADP Extraction Buffer
- 煮沸5 min(盖紧)
- 立即放回冰上,加入20 µL Assay Buffer和100 µL NADPH Extraction Buffer中和
- 4℃,14000 rpm离心5 min
- 上清转移至新离心管,冰上待测
提取NADPH的流程:
第2步换用100 µL NADPH Extraction Buffer,第4步中和时换用100 µL NADP Extraction Buffer。
血清(浆)样本无需匀浆和超声,操作相对简单,但同样需要注意从-80℃取出后在冰上融化,不要在室温下等待。
检测体系配制与上机
工作液配制
每孔需要85 µL工作液,现配现用。
按以下比例混合:
| 组分 | 每孔用量 |
|---|---|
| Assay Buffer | 68 µL |
| NADP Cycling Enzyme Mix | 1 µL |
| WST-8 | 5 µL |
| Enhancer | 1 µL |
| (以上混合后室温孵育5 min) | — |
| Glucose(1 M) | 10 µL |
⚠️ 与KTB1020的差异二:工作液底物KTB1020最后加入的是EtOH Solution(乙醇),KTB1010最后加入的是Glucose(1 M)。两款试剂盒的工作液组分数量和配制顺序相同,但底物不同。如果两块板同时在配工作液,务必确认加入的是各自对应的底物,加错会导致酶循环无法启动。
加入顺序的逻辑和KTB1020相同:前四个组分混合后室温孵育5 min,最后再加入Glucose。Glucose是驱动葡萄糖脱氢酶循环反应的底物,提前加入会让反应在正式加样之前就开始,拉高背景。
96孔板加样
| 试剂 | 空白孔(µL) | 标准孔(µL) | 测定孔(µL) |
|---|---|---|---|
| Assay Buffer | 40 | 0 | 0 |
| 标准品工作液(不同浓度) | 0 | 40 | 0 |
| 样本 | 0 | 0 | 40 |
| 工作液 | 80 | 80 | 80 |
工作液加入要迅速,加完后立即充分混匀。 建议使用多通道移液器,减少各孔之间的加样时间差。标准孔和空白孔一般只做1次,测定孔根据实验设计决定是否做复孔。
吸光度检测
⚠️ 与KTB1020的差异三:读数方式(最关键)
KTB1010采用动力学差值法,需要两次读数:
第一次读数(A1):加样混匀后,立即在450 nm处读取各孔吸光值,记为A1空、A1标、A1测。这一步不能拖延——反应从工作液接触样本的那一刻就开始,拖延读A1会导致反应已经进行了一部分,A1偏高,最终ΔΔA系统性偏低。
孵育:室温孵育30 min。
第二次读数(A2):孵育结束后,再次在450 nm处读取各孔吸光值,记为A2空、A2标、A2测。
计算差值:
- ΔA空 = A2空 - A1空
- ΔA标 = A2标 - A1标
- ΔA测 = A2测 - A1测
再扣除背景:
- ΔΔA标 = ΔA标 - ΔA空
- ΔΔA测 = ΔA测 - ΔA空
后续以ΔΔA标建立标准曲线,以ΔΔA测代入方程得到样本浓度。
这套两步读数的设计是为了扣除葡萄糖脱氢酶体系反应初始阶段较高的本底信号,单纯用终点值减空白孔的精度不够,动力学差值能更准确地捕捉样本中NADP/H驱动产生的formazan增量。
实操建议:如果同时跑KTB1020和KTB1010两块板,把KTB1010的A1读数安排在加样后的第一步,读完A1再处理KTB1020的加样,不要让两块板的时间节点互相交叉干扰。
结果计算
标准曲线绘制
以标准品浓度(µM)为y轴,ΔΔA标为x轴,绘制线性回归曲线,得到方程 y = kx + b。
将各测定孔的ΔΔA测代入方程,得到y值,即样本提取液中的NADP⁺或NADPH浓度(µM)。
坐标轴说明:此处将浓度设为y轴、吸光度差值设为x轴,与统计学常规(浓度为x轴、吸光度为y轴)相反,目的是让拟合方程可以直接代入ΔΔA测算出浓度,省去换算步骤。日常数据处理按此方式操作即可;如果需要在论文中展示标准曲线图,建议按规范将浓度改回x轴、吸光度改为y轴重新作图,数据本身不受影响。
典型标准曲线参考:y = 26.294x + 0.0516,R² = 0.9998(说明书提供,每次实验建议自建)。
说明书注明:在检测浓度范围内,NADP⁺和NADPH的标准曲线相同,因此试剂盒只提供NADPH标准品,用同一条曲线校准两者的检测结果。
换算为样本含量
根据实验目的选择对应的计算方式:
按样本质量(适用于组织样本)
NADP或NADPH(nmol/g鲜重)= 0.22 × y ÷ W × n
W = 样本质量(g);n = 样本稀释倍数(未稀释时n=1)
按蛋白浓度(适用于需要归一化的组织或细胞样本)
NADP或NADPH(nmol/mg prot)= y ÷ Cpr × n
Cpr = 样本蛋白质浓度(mg/mL);推荐用BCA法定量(Abbkine KTD3001)
按细胞或细菌数量
NADP或NADPH(nmol/10⁴细胞)= 0.22 × y ÷ N × n
N = 细胞或细菌数量(以10⁴为单位,例如1×10⁶个细胞时N=100)
按液体体积(适用于血清浆样本)
NADP或NADPH(nmol/mL)= 12 × y × n
比值计算
如果同时测了NADP⁺和NADPH,比值计算:
NADP⁺/NADPH = NADP⁺含量 ÷ NADPH含量
两个数值使用相同单位和相同归一化方式。
结果解读提示:测出来的是提取物中的总NADP⁺和总NADPH(游离态+蛋白结合态)。文章方法描述里用"total NADP⁺/NADPH"或"intracellular NADP⁺/NADPH levels"表述,不要写成"free NADP⁺/NADPH ratio"。
常见问题排查
读数偏高(超出标准曲线上限20 µM)
将样本用去离子水稀释后重新检测,最终结果乘以稀释倍数。KTB1010的线性范围上限较低(20 µM),组织和细胞样本超标的情况相对常见,预实验时重点关注这个问题。
读数偏低(ΔΔA测低于0.5 µM标准品对应的ΔΔA标准值)
可能原因:起始样本量不足、辅酶在制备过程中降解、提取缓冲液加错。优先回溯样本制备的操作速度和温度控制,其次确认提取缓冲液是否加对。
A1读数异常偏高
原因通常是加样后未立即读数,反应已经进行了一段时间。这批数据ΔΔA会系统性偏低,建议重做。下次实验确保酶标仪提前预热、加样完成后立即进行第一次读数。
标准曲线线性差(R²低于0.99)
可能原因:NADPH Standard复溶不充分(冻干粉需要充分溶解)、梯度稀释时移液不准确、标准品当天未及时使用已降解。重新复溶标准品,确保充分溶解后再稀释。
孔间重复性差
最常见原因是工作液加入不够迅速或混匀不充分。使用多通道移液器,加样后振板混匀。
NADP⁺/NADPH比值异常(两者都偏低,或比值与预期方向相反)
首先排查提取缓冲液是否加错——如果NADP⁺管用了碱性提取液,NADPH管用了酸性提取液,两管数据都会严重偏低。其次排查样本制备速度,代谢状态改变会让比值朝NADPH一侧偏移。
配套推荐
实验设计需要蛋白浓度归一化时,可以同批次用KTD3001(BCA蛋白定量试剂盒)完成蛋白定量,使用同一批提取样本的分管即可。
如果课题同时需要NAD⁺/NADH数据,可以平行使用KTB1020(辅酶Ⅰ NAD(H)检测试剂盒)。两套系统互不干扰,可同批次运行。操作节奏上,KTB1010的A1读数时间窗口最紧,建议优先安排,再处理KTB1020的操作流程。
相关延伸检测:
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