原理:高碘酸钠氧化 HRP 糖链上邻二醇,生成醛基‑CHO;醛基与蛋白(抗体 / 链霉亲和素)游离氨基形成席夫碱,硼氢化钠还原得到稳定共价偶联物。 适用:天然 HRP(RZ≥3,含糖链);重组无糖基 HRP 不能用该方法。
试剂准备(现配现用优先)
HRP:4‑5 mg,溶于 1 mL 超纯水;RZ (A403/A280)≥3
0.06 mol/L NaIO₄(高碘酸钠):避光现配;氧化剂见光易分解失效
0.16 mol/L 乙二醇(猝灭未反应高碘酸钠)
0.2 M pH9.5 碳酸盐缓冲液(CB,偶联 pH)
4 mg/mL NaBH₄(硼氢化钠):现配,少量稀 NaOH 助溶,极易分解
透析缓冲:1 mM pH4.4 醋酸钠;0.15 M PBS pH7.4
待偶联蛋白(IgG/SA):提前透析去除 Tris、叠氮钠、铵盐(会消耗醛基),浓度 2‑4 mg/mL,置换到 pH9.5 碳酸盐缓冲液
详细操作步骤(经典 Wilson 改良法)
步骤 1:HRP 糖基氧化(生成醛基,活化)
5 mg HRP 溶于 1 mL ddH₂O;
加入 0.2 mL 新配0.06 M NaIO₄,轻柔混匀;
4 ℃避光搅拌 30 min;溶液颜色由棕黄变为墨绿色;
⚠️不要长时间室温,过度氧化会严重破坏 HRP 酶活。
步骤 2:猝灭多余高碘酸钠
方案 A(直接猝灭):加入 1 mL 0.16 mol/L 乙二醇,4 ℃避光搅拌 30‑60 min,溶液转为黄褐色。 方案 B(透析除氧化剂,更常用):氧化结束后,装入透析袋,4 ℃对 1 mM pH4.4 醋酸钠缓冲液透析过夜,换液 2‑3 次,彻底除去游离高碘酸钠。
透析后得到醛化 HRP(活化 HRP),此时分子带有大量醛基,不能久放,尽快下一步偶联。
步骤 3:偶联(醛基‑氨基席夫碱反应)
取透析后的醛化 HRP,用少量 0.2 M pH9.5 碳酸盐缓冲液调 pH 至9.0‑9.5;
加入待偶联蛋白;质量比 HRP:IgG≈1:1~1:2;HRP:SA≈1:1;
4 ℃避光轻柔搅拌反应2‑4 h(也可室温避光 2h)。
步骤 4:还原席夫碱(得到稳定共价键)
加入 0.1 mL 新鲜配制4 mg/mL NaBH₄,混匀,4 ℃放置1‑2 h,还原不稳定‑C=N‑席夫碱为稳定‑CH₂‑NH‑单键。
硼氢化钠会产生气泡,开盖放气,不要剧烈震荡。
步骤 5:脱盐 / 透析纯化
反应液转入透析袋,4 ℃对 0.15 M PBS pH7.4 透析过夜,换液 2‑3 次;纳氏试剂检测透析外液无铵离子为止。 可选:Sephadex G‑25 脱盐柱除去小分子、未偶联组分。
步骤 6:保存
加入等体积 60% 无菌甘油,分装,‑20 ℃避光保存,避免反复冻融;可加 0.1% BSA 保护酶活。
关键注意事项(实验失败高频点)
1、试剂与配制
NaIO₄、NaBH₄必须现配现用;NaBH₄遇水快速分解,配完立刻使用,不要存放。
待偶联蛋白(抗体 / SA)严禁含有 Tris、甘氨酸、NH₄⁺、叠氮钠,这些含氨基物质会消耗醛基,导致完全偶联失败,必须透析去除。
乙二醇用于淬灭过量高碘酸钠,加量不足残留氧化剂会破坏后续蛋白。
2、pH 与时间温度
氧化阶段:弱酸性 / 水相,4 ℃避光;时间严格 20‑30 min;氧化不足醛基少偶联率低;氧化过度 HRP 血红素结构破坏,酶活大幅下降。
偶联阶段 pH 必须 9.0‑9.5,席夫碱反应最佳碱性区间;pH 太低偶联效率急剧下降。
醛化活化后的 HRP不要放置过夜,醛基会自发水解,活化后马上偶联。
3、避光!全程避光
HRP 血红素基团、高碘酸钠都对光敏感;光照直接造成酶活不可逆损失,全部反应使用铝箔包裹容器。
4、硼氢化钠操作要点
NaBH₄遇水释放氢气,加完后开盖释放气泡,防止管内压力过高。
不要过量加入;过量还原剂也会部分破坏 HRP 活性。
替代:氰基硼氢化钠 NaBH₃CN,作用更温和,对酶活损伤更小,适合精细标记。
5、原料 HRP 本身
必须是糖基化天然辣根 HRP;重组无糖 HRP 没有邻二醇,高碘酸钠法完全无效。
RZ (A403/A280) 建议≥3;RZ 低代表杂蛋白多,标记效果差。
6、常见失败现象与原因
表格
现象 | 原因 |
|---|---|
几乎没有偶联产物 | 样品含 Tris / 铵盐;偶联 pH 过低;NaIO₄失效;醛 HRP 放置太久失活 |
产物酶活很低 | 高碘酸钠氧化时间太长;硼氢化钠过量;光照;HRP 原料 RZ 太低 |
大量蛋白沉淀聚集 | pH 剧烈变化;蛋白浓度过高;氧化过度;温度过高 |
质控指标
测 A403 (HRP)、A280 (蛋白),计算摩尔标记比;IgG‑HRP 理想摩尔比 1‑2。
酶活测定验证 HRP 活性保留。
ELISA/IHC 功能测试确认结合物性能。




