Caspase-3/7 活性:白板等体积发光法与背景扣除

固定Promega G8091与白色96孔板,100µL样本加100µL试剂,给出阳性候选、1小时读数和细胞数校正。

01本篇适用条件

使用ATCC HeLa CCL-2、EMEM+10%FBS、37°C/5%CO₂;试剂固定Promega Caspase-Glo 3/7 G8091,白色细胞培养96孔板如Corning3917。选HeLa避免将缺乏caspase-3的某些MCF7株当标准caspase-3模型。该方法为DEVD相关caspase-3/7活性终点,不区分两种酶,也不能单独证明凋亡全部过程。加入试剂后细胞裂解,此孔不再用于复培养。

02实验原理

样本与试剂始终1:1,厂家96孔推荐100µL+100µL。培养基、血清和化合物会影响背景及发光系统,设置无细胞匹配空白、载体细胞和阳性候选。不同细胞量下总RLU不直接可比,应保存原始RLU并用平行可靠活细胞计数或独立蛋白量校正。

Caspase3/7切割DEVD底物后释放氨基荧光素并发光的原理图

先由Caspase切割底物,再由荧光素酶在ATP参与下发光;因此读数还受反应体系与背景影响。此为检测化学示意,不是本篇HeLa凋亡结果。来源为Promega技术手册,非商业推广。

Caspase-Glo 3/7 Assay 技术手册,Figure 1;物理 PDF 第3页厂商版权;公开技术手册局部摘录,非商业推广;未声明开放许可查看技术来源 ↗点击图片查看原图 ↗
纯化caspase-3活性与发光完整对数曲线

来源为纯化caspase-3、96孔板200 μL体系、加试剂1小时后的四孔均值,完整保留双对数轴。此为无细胞酶体系,不是本篇HeLa的细胞数或活性标准曲线;不同厂家酶单位与不同仪器RLU不可直接换算。

Promega,Caspase-Glo 3/7 Assay技术手册,Figure 2,物理PDF第4页来源机构版权;公开技术资料完整图摘录,未声明开放许可;仅去除非数据目录编号点击图片查看原图 ↗

03安全与适用范围

HeLa按BSL-2处理。星形孢菌素及DMSO按SDS小体积使用,避免接触;发光裂解后废物仍依机构认可流程处理。不能因仪器读数低就认为废液已完成生物失活。

04材料与仪器

Promega G8091完整Buffer与冻干Substrate;HeLa、EMEM、FBS;白色96孔培养板;标明浓度的1mM星形孢菌素/DMSO母液;计数材料、板振荡器、可读化学发光的酶标仪。CCK-8的450nm吸光模式不能替代发光模式。

05配液与用量

配制/反应用量结果
铺板液2mL1×10⁶活细胞/mL原液100µL+完全培养基1900µL5×10⁴/mL,100µL含5000活细胞
阳性候选2mL1mM星形孢菌素原液2µL+完全培养基1998µL1µM、DMSO0.1%
载体2mLDMSO2µL+完全培养基1998µLDMSO0.1%
G8091试剂整瓶10mL套装Buffer转入对应整瓶Substrate充分溶解,得到即用反应液;不分开按质量猜配
单孔检测处理后样本100µL+试剂100µL最终200µL,1:1
12孔预算12×100µL试剂,另留10%移液余量至少1.32mL反应液

12孔示例:载体有细胞3孔、阳性有细胞3孔、载体无细胞3孔、阳性无细胞3孔。每种处理独立空白,不能仅用纯水作背景。

06时间安排

时间操作
前一天5000活细胞/100µL铺白板
当天4小时换100µL阳性或载体液,37°C处理
检测前约30分钟试剂和板分开放置室温平衡
加试剂后300–500rpm混30秒,室温1小时
终点固定积分时间读发光,扣匹配空白

07开始前的准备

先用2500、5000、10000细胞/孔和加试剂后30、60、120分钟建立信号与细胞量、反应时长的可用区间。1µM星形孢菌素4小时是阳性候选,不能保证最佳caspase峰值,应检查形态与独立凋亡终点。正式样本优先选尚未大量崩解的窗口;更强死亡可能反而减少可检测酶活。

08逐步操作

  1. 计数并配5×10⁴活细胞/mL悬液,每个有细胞孔加100µL,即5000活细胞;无细胞孔加100µL同批培养基。
  2. 37°C、5%CO₂培养约24小时,检查贴壁和分布,另铺相同条件平行板供活细胞量记录。
  3. 去旧液后每孔换入100µL上表阳性或载体培养液,无细胞空白同步更换对应配方,处理体积一致。
  4. 37°C、5%CO₂处理4小时,记录实际起止和形态。处理结束后不倒掉含漂浮细胞的上清,也不PBS洗掉凋亡细胞。
  5. 依G8091规格将Buffer与Substrate分别回室温,将整瓶10mL Buffer加入整瓶Substrate,轻旋或倒转至充分溶解。
  6. 将培养板取出,在室温平衡约30分钟;各板不要高叠导致温度不均。试剂同样保持室温,不把冷试剂直接加到热板。
  7. 以固定顺序向每孔现有100µL样本加入100µL反应液,避免气泡;无细胞孔也加同量,最终每孔200µL。
  8. 用相容板振荡器300–500rpm轻混30秒,避免飞溅到相邻孔,随后盖板室温避光放置1小时。
    Caspase发光法从试剂复溶到等体积加样和读板的工作流

    按箭头阅读复溶、混匀、与样品等体积加入、孵育及读板。图中30分钟至3小时是原手册窗口;本篇固定1小时读取,正式比较必须保持时间一致。来源为Promega技术手册局部流程图,非商业推广。

    Caspase-Glo 3/7 Assay 技术手册,Figure 3;物理 PDF 第6页厂商版权;公开技术手册局部摘录,非商业推广;未声明开放许可查看技术来源 ↗点击图片查看原图 ↗
    Jurkat细胞数响应与信号随时间变化完整A/B双图

    完整保留A细胞数响应与B时间稳定性、全部图例。原图为抗Fas处理4.5小时的Jurkat及未处理对照、200 μL体系;不是本篇HeLa处理结果,不能据图设定本篇阳性控制或默认所有时间点等效。

    Promega,Caspase-Glo 3/7 Assay技术手册,Figure 5,物理PDF第9页来源机构版权;公开技术资料完整图摘录,未声明开放许可;仅去除非数据目录编号点击图片查看原图 ↗
    纯化酶不同活性与10单位每孔信号稳定性完整A/B双图

    完整保留A多酶量对数时间曲线和B 10单位/孔线性时间曲线,包括无酶空白。来源为纯化重组caspase-3体系,图示反应信号稳定性,不是储存后试剂效期,也不是本篇细胞样本一律可延时读取的保证。

    Promega,Caspase-Glo 3/7 Assay技术手册,Figure 6,物理PDF第13页来源机构版权;公开技术资料完整图摘录,未声明开放许可;仅去除非数据目录编号点击图片查看原图 ↗
  9. 选择发光模式、固定积分时间(教学候选1秒/孔,需在本机确认),不设450nm吸光波长,检查高值未超仪器范围。
  10. 读取并保存全部原始RLU,分别扣除本处理无细胞空白均值;原值、空白和净值均保留。
    有酶与无酶重复孔分布及统计参考线完整图

    原图为纯化caspase-3与无酶空白、两块96孔板重复孔的Z′评估,来源报告Z′=0.92。完整保留全部参考线与两组点;这不是本篇HeLa检测的质量结果,需用本次实际对照与变异评估。

    Promega,Caspase-Glo 3/7 Assay技术手册,Figure 7,物理PDF第14页来源机构版权;公开技术资料完整图摘录,未声明开放许可;仅去除非数据目录编号点击图片查看原图 ↗
  11. 平行板记录对应活细胞数,净RLU除以该数得到单位活细胞量指标;若用蛋白量校正,先证明裂解/试剂体系兼容,不直接在同一发光混合液中套BCA。
  12. 计算相对载体倍数并同时报告原始净信号、细胞量及独立批次;结合Annexin/形态复核,不仅凭RLU升高宣称发生某一死亡机制。
    细胞毒性与caspase激活完整双轴联合检测曲线

    原图为硼替佐米处理24小时后细胞毒性荧光与caspase发光的联合读数,完整保留两条曲线、双轴和图例。来源图注未指明细胞株,不能称为HeLa结果;本篇未实施该联合试验,不能照搬试剂或由单一曲线认定机制。

    Promega,Caspase-Glo 3/7 Assay技术手册,Figure 8,物理PDF第15页来源机构版权;公开技术资料完整图摘录,未声明开放许可;仅去除非数据目录编号点击图片查看原图 ↗
    活细胞死细胞和caspase三终点完整剂量响应曲线

    原图为LN-18、星形孢菌素处理6小时后活细胞与死细胞荧光以及caspase发光三终点,完整保留三曲线与图例。细胞和额外试剂不同于本篇HeLa;联合检测顺序及相容性需单独验证,不能直接复用本篇反应液。

    Promega,Caspase-Glo 3/7 Assay技术手册,Figure 9,物理PDF第15页来源机构版权;公开技术资料完整图摘录,未声明开放许可;仅去除非数据目录编号点击图片查看原图 ↗

09结果判断与质控

例如匹配空白2000RLU,载体22000、阳性102000,净值分别20000和100000,未校正总活性为5倍。若对应活细胞数4000和2000,单位活细胞净值5与50,则为10倍;两者含义不同,应并列说明。对照净值接近零时不报告失真的巨大倍数。

HeLa处理与未处理组在不同细胞数下的发光信号背景比曲线

原图双对数坐标展示手册HeLa实验中信号背景比随细胞数变化;图例保留不同测定及处理组。它是原手册结果,不能据此判定本篇5000细胞的线性范围或直接换算Caspase活性。来源为Promega技术资料,非商业推广。

Caspase-Glo 3/7 Assay 技术手册,Figure 4;物理 PDF 第8页厂商版权;公开技术手册局部摘录,非商业推广;未声明开放许可查看技术来源 ↗点击图片查看原图 ↗
HCT116三维球体药物剂量与时程完整响应曲线

完整保留HCT116三维微球、帕比司他处理不同时间的全部剂量曲线及图例;每个时间点使用独立孔,读数前混匀30分钟。来源为悬滴建球体系,不是本篇HeLa二维培养,也不等同本篇低吸附圆底建球方案。

Promega,Caspase-Glo 3/7 Assay技术手册,Figure 10,物理PDF第16页来源机构版权;公开技术资料完整图摘录,未声明开放许可;仅去除非数据目录编号点击图片查看原图 ↗

10实验记录模板

批次/孔起始细胞/活率处理浓度/载体/时长试剂批号/复溶时间平衡/反应起止RLU/匹配空白活细胞量/校正值/图像
__________________________________________

11常见问题与排错

全部发光低:查试剂是否正确复溶、发光模式、反应温度及控制是否处峰值。背景高:查血清背景、处理物自身干扰和空白配方。死亡越强信号越低:可能酶失活或细胞丢失,应重做时程与独立终点,而非直接判无凋亡。

12参考资料

✓

做完最后一步,再核对原始记录。填写实际用量、起止时间与观察结果;遇到异常,先记录,再查看排错说明。