CK肌酸激酶活性检测实验方案:血清、组织与细胞样本的操作流程
肌酸激酶(CK)活性检测的操作步骤不算复杂,但有几个细节需要提前安排好:样本如何处理、反应开始后什么时候读数,以及计算结果时需要记录哪些数据。
尤其是组织称样量、细胞数和蛋白浓度,如果实验时没有记录,后续计算就可能遇到麻烦。
本文以 CheKine™ CK肌酸激酶活性检测试剂盒(微量法,货号 KTB1012) 为例,按照实验当天的操作顺序,介绍血清、动物组织和细胞样本的制备方法、试剂配制、加样步骤及结果计算,并附上试剂用量计算示例和实验记录表,方便实验时参考。
一、开始实验前,先确认三件事
1. 确认样本类型,选择对应的处理方法。
KTB1012 试剂盒适用于动物组织、细胞和血清,不同类型的样本,前处理方式有所区别。
动物组织: 需要称样、冰浴匀浆、离心,取上清液检测。
细胞: 需要收集细胞、清洗、超声破碎、离心,取上清液检测。
血清: 可以直接测定,无需经过组织或细胞的提取步骤。
实验前应先确定样本类型,并准备相应的仪器和耗材。
2. 确定结果报告单位,提前记录相关数据。
CK 活性可以按照组织质量、细胞数量、血清体积或蛋白浓度进行计算。
不同的计算方式,需要的数据也不同:
| 计算方式 | 需要记录的数据 | 结果单位 |
|---|---|---|
| 按组织质量 | 组织实际称样量 W | U/g |
| 按细胞数量 | 细胞数量 N | U/10⁴ cells |
| 按血清体积 | 吸光度变化值 ΔA | U/mL |
| 按蛋白浓度 | 蛋白浓度 Cpr | U/mg prot |
对于组织和细胞样本,如果需要按照蛋白浓度进行结果归一化,可以使用 BCA 法测定蛋白浓度。
说明书推荐使用亚科因蛋白质定量试剂盒(BCA 法,货号 KTD3001)。
建议在样本处理前就建好记录表,避免检测完成后缺少计算所需的数据。
3. 正式检测前,先做预实验。
说明书建议选择 2–3 个预期差异较大的样本进行预实验。
预实验可以帮助判断样本的吸光度变化是否处于合适范围,并为后续的样本用量或稀释安排提供参考。
尤其是预期 CK 活性较高的样本,先确认检测范围,再开展正式实验会更方便。
二、实验前需要准备哪些仪器和试剂?
根据 KTB1012 说明书,实验需要使用能够在 340 nm 处测量吸光度的酶标仪,并配合 96 孔 UV 板进行检测。
1. 仪器与耗材
| 类别 | 需要准备 |
|---|---|
| 检测仪器 | 可测量 340 nm 吸光度的酶标仪 |
| 检测耗材 | 96 孔 UV 板 |
| 样本处理 | 匀浆器、冰盒、低温离心机 |
| 细胞处理 | 超声波破碎设备 |
| 其他仪器 | 恒温箱、可调节式移液枪及枪头 |
| 常用试剂 | PBS、去离子水 |
组织样本还需要使用天平进行称样。
2. 试剂盒组分
KTB1012 提供 48 T 和 96 T 两种规格。
| 试剂组分 | 48 T | 96 T | 保存条件 |
|---|---|---|---|
| Extraction Buffer | 60 mL | 60 mL×2 | 4℃ |
| Reagent Ⅰ | Powder×1 vial | Powder×1 vial | -20℃避光 |
| Reagent Ⅱ | 5 mL | 10 mL | 4℃ |
试剂盒整体保质期为 -20℃避光保存 6 个月,具体组分应按照表中的条件分别储存。
说明书注明,各组分在规格基础上额外提供 10% 的试剂量,用于标准曲线制作或预实验。实验前仍应检查各组分的实际用量是否满足检测需求。
3. 做好实验防护
生化检测试剂普遍可能具有刺激性或生物毒性,其中 Working Reagent Ⅰ 和 Reagent Ⅱ 也有一定刺激性。
实验过程中应穿戴实验服、口罩、手套、头套等防护用品,并按照说明书要求在通风橱或生物安全柜中操作。
三、肌酸激酶(CK)活性检测的具体操作流程
第一步:准备仪器和检测试剂
先打开酶标仪,按照说明书设置检测条件。
预热时间:30 min 以上。
检测温度:37℃。
检测波长:340 nm。
接下来准备各组分试剂。
Extraction Buffer
即用型试剂,不需要额外配制,使用前平衡至室温,平时在 4℃保存。
Working Reagent Ⅰ
Reagent Ⅰ 为粉剂,需要在使用前加入去离子水,配制成 Working Reagent Ⅰ。
具体配制方法如下:
| 试剂盒规格 | 加入去离子水体积 |
|---|---|
| 48 T | 5 mL |
| 96 T | 10 mL |
加入去离子水后充分溶解。
未使用完的 Working Reagent Ⅰ 可在 -20℃避光保存 1 个月,注意避免反复冻融。
Reagent Ⅱ
即用型试剂,使用前平衡至室温,平时在 4℃保存。
需要区分的是,Reagent Ⅰ 粉剂、配制后的 Working Reagent Ⅰ 以及后面混合得到的 Working Solution,保存和使用要求并不相同,应分别按照说明书操作。
第二步:制备待测样本
说明书推荐使用新鲜样本。
如果当天无法提取,可将完整细胞或分装后的组织块保存在 -80℃,一个月内使用。
后续进行检测时,将样本从 -80℃取出,在冰上解冻。但冷冻保存可能影响样本稳定性,测得的活性可能低于预期。
血清中的 CK 稳定性较差,采样后应尽快测定。按照说明书,血清在 4℃避光条件下可稳定保存 24 h。
说明书还要求,测定过程中样本和试剂应置于冰上,以减少变性和失活的影响;对于另有室温平衡或 37℃孵育要求的试剂步骤,按相应规定执行。
1. 动物组织样本
按照以下步骤处理:
称取约 0.1 g 动物组织。
加入 1 mL Extraction Buffer。
在冰浴条件下进行匀浆。
10000 g、4℃离心 10 min。
取上清液,置于冰上待测。
组织样本要记录实际称样量 W,单位为 g,后续按组织质量计算 CK 活性时需要使用。
2. 细胞样本
细胞样本按照说明书进行收集、清洗和破碎。
收集 5×10⁶ 个细胞。
使用冷 PBS 清洗细胞。
800 g 离心 2 min,弃去上清。
加入 1 mL Extraction Buffer。
在冰浴条件下超声波破碎 5 min。
10000 g、4℃离心 10 min。
取上清液,置于冰上待测。
其中,超声破碎条件为:
功率:20% 或 200 W。
超声时间:3 s。
间隔时间:7 s。
重复次数:30 次。
整个超声处理过程为 5 min。
如果后续按细胞数量计算活性,需要记录细胞数量。对于 5×10⁶ 个细胞,计算公式中的 N = 500。
3. 血清样本
血清样本可以直接测定,不需要经过上述组织匀浆或细胞破碎步骤。
由于血清中的 CK 不稳定,建议采集后尽快完成检测。
如果组织或细胞样本还需要按照蛋白浓度计算 CK 活性,应同时安排相应提取上清的蛋白定量。
第三步:配制 Working Solution
完成样本准备后,根据实际检测孔数配制 Working Solution。
按照 KTB1012 说明书,将 Working Reagent Ⅰ 和 Reagent Ⅱ 按 1:1 的比例充分混合。
Working Solution 需要现用现配,并置于 37℃孵育 2 min。
每孔需要使用 Working Solution 100 μL。
因此,每孔对应的组分用量为:
Working Reagent Ⅰ:50 μL。
Reagent Ⅱ:50 μL。
一次需要配多少 Working Solution?
可以按照检测孔数、空白孔数和预留余量计算。
Working Solution 总量 =(测定孔数 + 空白孔数 + 余量孔数)×100 μL
其中,两种试剂各占一半。
举个例子。
假设需要检测 6 个血清样本,每个样本设置 1 个测定孔,并设置 1 个空白孔。
实际需要 7 个孔。
如果额外预留 1 个孔的试剂余量,则按照 8 个孔计算:
Working Solution 总量:
8×100 μL = 800 μL
需要:
Working Reagent Ⅰ:400 μL。
Reagent Ⅱ:400 μL。
6 个血清样本的实际加样量为:
6×40 μL = 240 μL
这样就可以提前估算这一批次的试剂用量。
需要说明的是,上述批次及余量计算属于操作示例,不是说明书规定必须采用的检测批次大小。
第四步:按照加样表配制检测体系
使用 96 孔 UV 板,按照说明书给出的体系加样。
| 试剂 | 空白孔(μL) | 测定孔(μL) |
|---|---|---|
| 样本 | 0 | 40 |
| 去离子水 | 100 | 60 |
| Working Solution | 100 | 100 |
| 总体积 | 200 | 200 |
空白孔只需做 1–2 次。
测定孔加入 40 μL 待测样本,空白孔不加入样本,以去离子水补足对应体积。
每个孔的最终反应总体积均为 200 μL。
第五步:混匀并读取吸光度
加样完成后,迅速混匀,在 340 nm、37℃条件下进行吸光度检测。
分别记录反应 5 min 和 10 min 时的吸光值。
5 min 的吸光度记为 A₁。
10 min 的吸光度记为 A₂。
空白孔数据记为 A空白。
测定孔数据记为 A测定。
也就是说,每个测定孔需要记录 A₁测定 和 A₂测定,空白孔则需要记录 A₁空白 和 A₂空白。
这一步需要特别留意反应时间。
CK 活性是根据单位时间内吸光值的变化计算得到的。说明书明确指出,不推荐同时测定多个样本。
因此,样本数量较多时,应根据仪器的定时读数能力合理安排检测,确保记录的数据对应规定的反应时间。
对于可以进行定时或动力学读数的酶标仪,可以结合仪器功能设置相应时间点;具体操作方式应以仪器说明为准。
四、肌酸激酶(CK)活性结果怎么计算?
完成吸光度检测后,先计算扣除空白变化的 ΔA,再根据样本类型选择公式。
1. 计算吸光度变化值
按照说明书:
ΔA测定 =(A₂测定 − A₁测定)−(A₂空白 − A₁空白)
这里使用的是两个时间点之间的吸光度变化,并扣除了空白孔在相同时间段内的变化。
2. 按不同样本类型计算 CK 活性
KTB1012 说明书给出了四种计算方式。
(1)按组织质量计算
CK(U/g)= 321.5 × ΔA测定 ÷ W
其中:
W 为组织实际称样量,单位为 g。
该单位定义为:37℃、pH 7.0 时,每 g 组织每分钟生成 1 nmol NADPH,定义为一个酶活力单位。
(2)按细胞数量计算
CK(U/10⁴ cells)= 321.5 × ΔA测定 ÷ N
其中:
N 为细胞数量,以 10⁴ 个细胞为单位。
例如,5×10⁶ 个细胞对应 N = 500。
该单位定义为:37℃、pH 7.0 时,每 10⁴ 个细胞每分钟生成 1 nmol NADPH,定义为一个酶活力单位。
(3)按液体体积计算
CK(U/mL)= 321.5 × ΔA测定
该公式用于按照血清体积计算 CK 活性。
单位定义为:37℃、pH 7.0 时,每毫升血清每分钟生成 1 nmol NADPH,定义为一个酶活力单位。
(4)按蛋白浓度计算
CK(U/mg prot)= 321.5 × ΔA测定 ÷ Cpr
其中:
Cpr 为蛋白浓度,单位 mg/mL。
单位定义为:37℃、pH 7.0 时,每 mg 组织蛋白每分钟生成 1 nmol NADPH,定义为一个酶活力单位。
以上均为说明书给出的简洁计算公式。
3. 公式中的 321.5 是什么?
321.5 是根据说明书所列反应体系参数推导得到的计算系数。
涉及的参数包括:
| 参数 | 说明书数值 |
|---|---|
| V反总 | 0.2 mL,即 2×10⁻⁴ L |
| V提取 | 1 mL |
| V样本 | 0.04 mL |
| ε | 6.22×10³ L/mol/cm |
| d | 0.5 cm |
| T | 5 min |
| 单位换算 | 1 mol = 10⁹ nmol |
上述简洁公式对应说明书规定的反应体系和参数。
关于 CK 活性检测的偶联反应过程,可以参考《肌酸激酶(CK)活性检测原理:偶联反应法测的到底是什么?》。
此外,亚科因官网(abbkine.cn)“技术中心”提供了在线计算器,可以输入相应数据进行计算。
五、实验数据怎么记录?附计算示例
建议实验时直接填写记录表,避免检测完成后再整理数据出现遗漏。
由于空白孔通常由同一批次共用,可以将空白孔数据单独记录。
1. 空白孔记录表
| 批次空白 | A₁空白 | A₂空白 |
|---|---|---|
| 示例 | 0.052 | 0.054 |
如果设置了两个空白孔,建议分别保存原始读数。
2. 样本检测记录表
| 样本编号 | 样本类型 | W / N / Cpr | A₁测定 | A₂测定 | ΔA测定 | 结果 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 示例:小鼠血清 | 血清 | — | 0.670 | 0.907 | 0.235 | 75.55 U/mL |
W、N 和 Cpr 分别对应组织质量、细胞数量和蛋白浓度,实际实验时根据计算方式填写。
3. 以小鼠血清为例,演示计算
说明书提供了一组小鼠血清检测数据。
测得:
A₁测定 = 0.670
A₂测定 = 0.907
A₁空白 = 0.052
A₂空白 = 0.054
先计算 ΔA测定:
ΔA测定 =(0.907 − 0.670)−(0.054 − 0.052)
ΔA测定 = 0.235
再代入血清 CK 活性计算公式:
CK(U/mL)= 321.5 × 0.235
得到:
CK 活性 = 75.55 U/mL
这个示例来自 KTB1012 说明书,可用于对照理解计算过程,不代表所有小鼠血清样本都应得到相同的结果。
六、检测中遇到 ΔA 过高或过低怎么办?
正式检测时,有时会出现吸光度变化值过高或过低的情况。
KTB1012 说明书针对这两种情况给出了处理方法。
| 检测现象 | 说明书建议的处理方式 |
|---|---|
| ΔA测定 > 0.8 | 使用 Extraction Buffer 适当稀释样本后重新测定,或减少提取用样本量 |
| ΔA测定 < 0.05 | 可提高样本量 |
如果样本的 CK 活性预计较高,可以通过预实验观察检测情况,再决定是否需要进行稀释。
需要注意,说明书没有统一规定不同样本的初始稀释倍数,因此不宜将某个倍数作为所有样本的固定操作要求。
具体稀释方案或样本量调整存在疑问时,可联系亚科因技术人员咨询。
七、还有哪些操作细节需要留意?
除了说明书中的具体要求,下面几项属于微量酶活检测中的通用操作经验,可作为实验记录和操作时的辅助参考。
1. 移液量不大,尽量保持操作一致。
检测体系中,每孔样本量为 40 μL,去离子水为 60 μL。
移液时尽量保持操作手法一致,减少不同孔之间的移液偏差。
2. 读数前检查孔内是否存在气泡。
混匀过程中如果产生气泡,可能影响吸光度测量。
建议读数前观察孔内情况,尽量避免气泡干扰。
3. 记录实际加样和读数时间。
说明书要求记录 5 min 和 10 min 的吸光度。
如果仪器操作允许,也可以额外记录各样本加入 Working Solution 的时间,以及实际读数时间。
当某个样本结果出现异常时,这些信息可以辅助排查时间控制方面的问题。
4. 样本较多时,合理安排检测批次。
说明书不推荐同时检测多个样本,主要是因为 CK 活性计算依赖单位时间内的吸光度变化。
实际操作中,应结合仪器功能、加样速度和读数方式安排检测,避免因反应时间不一致影响结果。
这些通用经验不替代产品说明书中的规定。涉及试剂配制、加样体系、孵育条件和计算公式时,仍应以说明书为准。
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本文根据产品说明书整理,操作经验部分仅供实验参考。实际检测请以对应批次产品随附说明书为准。本产品仅供科学研究使用,不适用于临床诊断。
