告别模糊&高背景!细胞免疫荧光从原理到成像(含共聚焦全流程)

发布时间:2025-12-04
细胞免疫荧光(Immunofluorescence, IF)是科研中最常用的可视化技术之一 —— 通过抗原抗体特异性结合,让目标蛋白带上 “荧光标签”,再借助激光共聚焦显微镜捕捉信号,就能清晰看到蛋白在细胞内的定位、分布甚至相互作用。而蔡司 LSM 980作为顶尖激光共聚焦系统,凭借超高分辨率和灵活的参数调节,能让实验结果更精准、图像更精美。本文就带大家从 “样本制备” 到 “图像采集” 全流程拆解,再用实战案例帮你快速上手!

细胞免疫荧光(Immunofluorescence, IF)是科研中最常用的可视化技术之一 —— 通过抗原抗体特异性结合,让目标蛋白带上 “荧光标签”,再借助激光共聚焦显微镜捕捉信号,就能清晰看到蛋白在细胞内的定位、分布甚至相互作用。而蔡司 LSM 980作为顶尖激光共聚焦系统,凭借超高分辨率和灵活的参数调节,能让实验结果更精准、图像更精美。本文就带大家从 “样本制备” 到 “图像采集” 全流程拆解,再用实战案例帮你快速上手!

细胞免疫荧光(IF)技术的核心的是抗原 - 抗体的特异性结合反应 —— 用荧光素标记的抗体作为 “探针”,精准识别细胞内目标抗原,再通过荧光信号可视化呈现抗原的定位、分布及表达水平。该技术兼具高特异性与空间分辨率,是蛋白定位研究、疾病标志物检测的核心手段,也是灵赋拓普细胞技术平台的核心支撑技术之一。




免疫荧光检测方法

01
 直接法

将荧光素直接标记在特异性一抗(即识别目标抗原的抗体)上。实验时,用这种标记好的一抗直接与样本中的目标抗原结合,洗涤后即可在显微镜下观察荧光信号。其优点是流程简单快捷、背景干扰低;而缺点则是灵敏度相对较低、灵活性差、抗体选择有限。


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02
 间接法

使用未标记的特异性一抗先与抗原结合,再用荧光素标记的二抗去识别并结合一抗,二抗是针对一抗物种来源(如兔、鼠)的抗体,最终通过二抗上的荧光素产生信号。其优点是灵敏度高、抗体选择范围广,缺点是流程较长、背景风险较高。


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实验试剂与耗材

1、状态良好、无污染的细胞(实验结果可靠的前提)

2、4% 多聚甲醛(PFA)固定液(室温处理,避免冷处理细胞,导致细胞皱缩)

3、0.1%-0.5% Triton X-100(透化剂)

4、PBS(磷酸盐缓冲液)及PBST(磷酸盐缓冲液+ Tween-20)

5、封闭液(1%-5% BSA,阻断非特异性结合)

6、一抗(针对目标蛋白的特异性抗体,优先选择单克隆抗体,避免非特异性)

7、荧光标记的二抗(如 Alexa Fluor 488、Alexa Fluor 594等)

8、DAPI 或 Hoechst(细胞核染色剂)

9、抗荧光淬灭封片剂


实验步骤

1、细胞准备

◆ 将细胞接种在含爬片的培养板中,培养至 70% 融合度。(也可用玻璃培养皿进行样品制备;(尽量避免使用塑料培养器皿进行样品制备,而导致成像扭曲、像差和背景杂光,无法获得高分辨率、高清晰度的图像)。


2、清洗及固定(防止目标蛋白在后续步骤中扩散、流失或降解)

◆ 去除培养基,沿器皿侧壁加入PBS润洗细胞2-3次,请勿用PBS直冲细胞,以免造成细胞脱落;

◆ 加入 4% PFA 固定液,室温固定 10-20 分钟;

◆ 固定好的样片用PBS清洗3次,每次5分钟。


3、通透(抗体能够进入细胞内部)

◆ 用 0.1%-0.5% TritonX-100 溶液透化细胞,室温孵育 10 分钟。通透时间通常为5 ~ 20 min‌。(该步骤可选;通透步骤会破坏细胞膜,细胞膜表面抗原不适合选择通透实验)。

◆ 通透后的样本用PBS清洗3次,每次5分钟;


4、封闭(减少一抗/二抗与非特异性抗原位点的结合,减少背景染色)

◆ 加入1%-5% 的 BSA(牛血清白蛋白)溶液,室温孵育 60 分钟;

◆ 封闭结束可直接孵育一抗,无需再用PBS洗涤,目的是维持封闭环境,防止非特异性结合位点重新暴露。


5、一抗孵育(识别目的蛋白)

◆ 弃封闭液,加入含1% BSA的PBS配制的一抗,24孔板每孔可加入200-250ul,室温孵育2h,或4℃保湿过夜孵育;

◆ 孵育结束后,用 PBS 洗涤 3 次,每次 5 分钟。

注:孵育的一抗可以重复利用,收集到干净的离心管,低温避光保存即可。


6、荧光二抗孵育(识别一抗,二抗上带有荧光团用于后续的荧光显微镜观察)

◆ 采用抗体工作液稀释荧光标记的二抗,细胞加入二抗溶液,室温避光孵育1小时;

◆ 孵育后,用PBST(0.1%Tween)清洗样片,清洗3次,每次5分钟;(PBST是使用可以更好的去除未结合的二抗,可以降低背景信号)。


7、细胞核染色(为目的蛋白做定位参照及反应细胞状态)

◆ 10ml PBS加入1ul DPAI原液,室温孵育 5-10 分钟,避光操作;

◆ 用 PBS 再次洗涤 2-3 次,每次 5 分钟。


8、封片(防止荧光淬灭)

◆ 在载玻片上滴加适量封片剂,采用弯头尖镊将细胞爬片倒扣在载玻片上,使细胞接触到封片剂;

◆ 小心覆盖盖玻片,避免形成气泡;

◆ 封片后,样本可以在避光低温条件下保存,建议尽快进行显微镜观察。


9、荧光显微镜观察(目的蛋白可视化)

◆根据不同的荧光染料,选择不同波段的激发光,DAPI为蓝色,488通道为绿色。


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注意事项

◆ 信号弱或无:一抗失效/稀释过度;固定过度(PFA固定时间太长);通透不足;二抗不匹配(一抗是鼠源,二抗则需要是抗鼠的)。

◆ 背景太高:封闭不充分;一抗浓度过高或非特异性结合;洗涤不彻底;二抗浓度过高;样本干燥等。

◆ 非特异性斑点:固定时产生沉淀;抗体聚集(使用前离心);细胞状态差,有死细胞。

◆ 定位不对:固定不当导致抗原移位(膜蛋白不需要固定步骤);错误使用甲醇固定膜蛋白。

◆ 荧光淬灭快:未使用防淬灭封片剂;曝光时间过长;封片时有气泡。




成像关键:激光共聚焦显微镜操作