线粒体ROS产生速率检测实验步骤详解:样本制备、数据计算与避坑
前两篇分别讲了《线粒体活性氧(ROS)检测试剂盒选购指南:6个维度帮你选对方法》、《DCFH-DA法检测线粒体ROS原理详解:从荧光反应到方法局限》,这一篇回到操作层面,把整个流程从试剂准备到最终数据计算走一遍,重点标出容易踩坑的环节。跟着走一遍,基本能避开大部分新手常见的翻车点。
一、试剂准备:哪些能提前配,哪些必须现配现用
试剂盒里几种组分的处理方式不太一样,提前分清楚能省不少临场手忙脚乱的时间。
Extraction Buffer、Reagent Ⅰ、Reagent Ⅱ都是即用型,从4℃(Reagent Ⅱ为-20℃避光保存)取出后,实验前平衡到室温即可直接使用,其中Reagent Ⅱ全程要注意避光放置。
Reagent Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ这三个是粉末状态,需要临用前用6 mL Reagent Ⅰ充分溶解,配好之后如果当次没用完,可以4℃避光保存1个月内继续使用,不算是严格意义上的"一次性现配",但也别提前太久配好囤着。
真正需要每次现配现用、不可重复使用的是Working Reagent Ⅵ——用Reagent Ⅰ将Reagent Ⅵ稀释300倍得到工作液,稀释后的工作液不能保存后重复使用,而且有一定刺激性,配的时候建议做好个人防护(实验服、口罩、手套)。稀释多少量,建议按当天实际要测的孔数往上留一点余量现配,避免配多了浪费或配少了中途还要二次稀释影响一致性。
二、样本制备:新鲜是硬要求,提取线粒体不能冻存
样本处理这一步是整个实验里对时间最敏感的环节。 如果不能立刻进行实验,原始样本(组织、细胞、真菌)可以在-80℃保存长达1个月,但一旦开始提取,提取出来的线粒体沉淀就必须当天检测完,不可以冷冻保存后再测。这意味着从提取到上机检测这段时间要提前规划好,尤其是多批次、多处理组的实验,最好错开提取时间点,保证每一批提取出来的线粒体都能在当天有效窗口内完成检测,而不是等所有批次都提取完再统一上机。
具体提取步骤(动植物组织、细胞、真菌通用):
- 称取约0.1 g组织,或收集5×10⁶个细胞/真菌,加入1 mL Extraction Buffer和10 µL Reagent Ⅱ,冰浴条件下用匀浆器充分匀浆。
- 600 g、4℃离心5 min,收集上清转移到新的离心管,弃去沉淀。
- 将上清再次离心,11000 g、4℃离心10 min,此时的沉淀就是提取出来的线粒体,弃去上清。
- 沉淀加入200 µL Reagent Ⅰ重悬,重悬后的线粒体样本置于冰上,尽快进入检测环节。
全程建议在冰上操作,动作尽量快,减少线粒体在体外暴露的时间——这既是为了维持线粒体本身的完整性,也是为了减少提取操作本身带来的额外应激对后续ROS检测结果的干扰(这一点在上一篇原理科普里提到过)。
三、检测体系配置:空白孔和测定孔别配反
96孔板上每个孔要按下表配齐组分,注意空白孔和测定孔的关键区别只在最前面一项——测定孔加20 µL样本,空白孔用20 µL Reagent Ⅰ替代样本:
| 试剂 | 空白孔(μL) | 测定孔(μL) |
|---|---|---|
| 样本 | 0 | 20 |
| Reagent Ⅰ | 20 | 0 |
| Reagent Ⅲ | 50 | 50 |
| Reagent Ⅳ | 50 | 50 |
| Reagent Ⅴ | 50 | 50 |
| Working Reagent Ⅵ | 30 | 30 |
每个样本至少设置对应的空白孔,样本本身建议做2~3个复孔,一方面是荧光检测本身存在一定的孔间误差,复孔能提高数据可靠性;另一方面万一个别孔出现气泡或读数异常,还有其他复孔的数据可以参考,不至于整组样本作废。加样时用移液器混匀要小心吸打,避免产生气泡——气泡会在荧光检测时造成局部读数异常,是新手最容易忽略但又最容易导致数据波动的细节之一。
四、孵育与检测:温度是动力学测定的生命线
配好体系后,反应体系在37℃避光孵育15 min,之后立即上机检测。检测前务必让酶标仪提前预热到37℃,因为这是一个动力学测定,温度的稳定性直接决定荧光值随时间变化曲线的线性度和重复性,如果仪器还没到温就开始读数,前几个时间点的数据很可能不准,进而影响后面回归拟合出的斜率。
检测参数设置:激发波长488 nm,发射波长525 nm,仪器温度维持37℃,记录10 min内的荧光值连续变化。板子要用96孔全黑或全白酶标板,避免相邻孔之间的光学串扰影响读数准确性。
五、数据处理:跟着说明书里的例子走一遍
拿到一组随时间变化的荧光值之后,先做线性回归拟合,算出直线斜率k,公式是:
k = (RFU₁₀ₘᵢₙ − RFU₀ₘᵢₙ) ÷ 600
(600是10分钟换算成的秒数)测定孔算出k测定,空白孔算出k空白,样本真实的净斜率是两者相减,再代入对应的归一化公式。
说明书里给了一个实际例子:取0.1 g小鼠肝脏组织,测得0 min的RFU为4188,10 min的RFU为9201;空白孔0 min的RFU为275,10 min为272。代入公式:
- k测定 = (9201 − 4188) ÷ 600 = 8.355
- k空白 = (272 − 275) ÷ 600 = −0.005
按样本质量(鲜重)计算的公式是:ROS产生速率(u/s/g鲜重) = 10×(k测定 − k空白) ÷ W,代入W=0.1 g:
10×(8.355 − (−0.005)) ÷ 0.1 = 10×8.36 ÷ 0.1 = 836 u/s/g鲜重
如果你的样本是细胞或真菌而不是组织,换用按数量计算的公式:ROS产生速率(u/s/10⁴) = (k测定 − k空白) ÷ 50,同样的k值代入结果会是0.1672 u/s/10⁴。如果打算按蛋白浓度归一化,公式是ROS产生速率(u/s/mg prot) = 10×(k测定 − k空白) ÷ Cpr,Cpr需要提前用Bradford法之类的方法单独测出样本蛋白浓度。三种归一化方式对应的是三种不同的实验设计逻辑,选定一种之后全组样本要保持一致,中途混用会导致数据没法放在一起比较。
如果不想手动算,官网技术中心提供了在线计算器工具,把原始数据输进去就能直接出结果,适合批量样本处理。
六、几个容易翻车的细节
荧光值不是线性增长,而是提前变平或者一开始就很高:多半是样本浓度偏高,ROS生成速度过快导致底物提前耗尽或者信号超出检测线性范围,正式实验前建议先挑2~3个预期差异较大的样本做预实验,摸清楚信号范围再决定要不要稀释样本或者调整孵育时间窗口。
空白孔读数不稳定、k空白波动较大:检查Working Reagent Ⅵ是不是当次现配的,稀释倍数是否准确,以及酶标仪是否已经充分预热到37℃再开始读数。
同一批样本,不同天测出来结果差异较大:优先怀疑样本新鲜度和提取到检测之间的时间窗口是否一致,尽量把同一组要比较的样本安排在同一天完成提取和检测,减少批次效应。
做完一轮发现96T不太够用:提前按"样本数×复孔数+对应空白孔"估算好总孔数,如果同时还要留出预实验和阳性对照的孔位,96孔板经常比想象中更紧张,大批量样本建议提前规划好分板方案,而不是做到一半才发现不够用。
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