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Griess nitrite 定量分析(Griess nitrite assay;間接 nitric oxide 測定)

以比色 microplate assay 定量無細胞培養上清液中的 nitrite(NO2-),此為 nitric oxide(NO)的穩定終末代謝物。在酸性條件下,nitrite 使 sulfanilic acid 重氮化;形成的 diazonium salt 再與 N-(1-naphthyl)ethylenediamine(NEDA)偶合,形成粉紅色 azo dye,並於 540-548 nm 附近讀值。濃度由基質匹配 sodium nitrite(NaNO2)標準曲線(0-100 uM)內插求得,並使用僅含培養基的 blank。此分析作為受刺激細胞(例如 LPS 活化 macrophage)NO 產生量的指標。

biochemistry 入門 45 分鐘 8 步驟
實驗材料 7 · 儀器設備 5

實驗材料

  • Sulfanilic acid0.5 g · 溶於 50 mL 2.5% (v/v) phosphoric acid 中,配製成 1% (w/v) sulfanilic acid reagent;轉入琥珀色 bottle 或鋁箔包覆 bottle 保存並避光。
  • Phosphoric acid (H3PO4), 2.5% (v/v)50 mL · 用於酸化 sulfanilic acid reagent 的稀釋液;提供重氮化所需的酸性條件。
  • N-(1-naphthyl)ethylenediamine dihydrochloride (NEDA, also "NED")0.05 g · 溶於 50 mL ddH2O 中,配製成 0.1% (w/v) NEDA reagent;具光敏性,避光保存,並新鮮配製或於 4 C 短期保存。
  • Sodium nitrite (NaNO2)0.069 g · 溶於 1 mL ddH2O 中,配製成 1 M stock(MW 69.0 g/mol);作為標準曲線的主要標準品。
  • Culture medium (sample matrix)依需要 · 與實驗樣品上清液使用相同的培養基;用於配製所有標準品及 0 uM blank(基質匹配)。
  • Deionized water (ddH2O)依需要 · 僅用於初始 NaNO2 stock 與 10 mM 中間稀釋液。
  • Test supernatant每 well 100 uL · 無細胞培養上清液;新鮮使用,或於 -80 C 保存至測定。

儀器設備

  • Microplate reader (ELISA reader)於 548 nm 讀取吸光值(可接受範圍 540-570 nm);若設備支援,使用 570 nm 作為參考波長。
  • Non-coated, non-binding 96-well microplate (flat-bottom)避免使用高蛋白結合性或經組織培養處理的高結合性 plate,以免讀值失真。
  • Micropipettes and a multichannel pipette用於準確分注 50-100 uL 及平行加入試劑。
  • Volumetric flasks / graduated tubes用於試劑與標準品配製。
  • Amber bottles or aluminum foil在配製與保存期間保護光敏試劑。

已完成 0 / 8 步

階段 01 / 05準備

配製 Griess 試劑與 nitrite stock

酸化 sulfanilic acid 與 NEDA 為兩種 Griess reagent;sodium nitrite stock 提供 working standard。

  1. STEP 1配製兩種 Griess 試劑15 分鐘

    配製 1% (w/v) sulfanilic acid:將 0.5 g sulfanilic acid 溶於 50 mL 2.5% (v/v) phosphoric acid 中。 配製 0.1% (w/v) NEDA:將 0.05 g NEDA 溶於 50 mL ddH2O 中。 將兩種試劑轉移至琥珀色 bottle 或鋁箔包覆 bottle,並持續避光直到使用。

    為什麼酸化的 sulfanilic acid 形成 diazonium intermediate,NEDA 則是偶合胺;兩種溶液構成完整的 Griess reagent 組。

    注意NEDA 與 working solution 會受光影響並隨時間降解。請避光並儘速使用;稀釋後試劑不可長時間於室溫保存。

  2. STEP 2配製 NaNO2 stock 與中間稀釋液5 分鐘

    配製 1 M NaNO2 stock:將 0.069 g NaNO2 溶於 1 mL ddH2O 中。 以 ddH2O 將 1 M stock 稀釋 1:100,取得 10 mM NaNO2。 以培養基將 10 mM 溶液稀釋 1:100,取得 100 uM working standard。

    為什麼Nitrite 是 NO 的穩定且可測量氧化產物;定濃度 NaNO2 系列作為標準品,可將吸光值換算為濃度。

階段 02 / 05上樣

將基質匹配標準品與上清液加入 microplate

無細胞上清液中的 nitrite 累積量可反映受刺激細胞的 nitric oxide 產生量。標準品與 blank 使用與樣品相同的培養基。

  1. STEP 3建立 nitrite 標準曲線10 分鐘

    從 100 uM working standard,以培養基配製 0、6.25、12.5、25、50、100 uM 標準品。 使用未稀釋培養基作為 0 uM blank。 每種標準品分注 100 uL 至 well,做重複或三重複。

    為什麼以與樣品相同的培養基配製標準品(基質匹配),可校正培養基吸光值與基質效應,提升校正準確度。

    注意請以培養基配製標準曲線,不可使用 ddH2O。水溶液標準曲線會造成培養基樣品定量錯誤。

  2. STEP 4加入樣品5 分鐘

    將每份無細胞上清液分注 100 uL 至 well,做重複或三重複。 加入與樣品培養基相符的僅含培養基的 blank。

    為什麼重複 well 可界定分析精密度,而匹配的 blank 可設定扣除用的零基線。

階段 03 / 05重氮化

sulfanilic acid 使 nitrite 重氮化

在酸性條件下,nitrite 使 sulfanilic acid 形成 diazonium salt。固定反應五分鐘,讓各 well 的第一反應步驟保持一致。

  1. STEP 5加入 sulfanilic acid 並進行重氮化5 分鐘

    將 50 uL 的 1% sulfanilic acid 加入所有 well(標準品與樣品)。 輕輕混勻,於室溫反應 5 min,全程避光。

    為什麼在酸性條件下,nitrite 使 sulfanilic acid 轉化為 diazonium salt;此為 Griess reaction 的第一個速率決定步驟。

階段 04 / 05偶合

加入 NEDA 形成 azo dye

NEDA 與 diazonium salt 偶合,形成粉紅色 azo dye;其吸光值隨 nitrite 濃度變化。

  1. STEP 6加入 NEDA 顯色5 分鐘

    將 50 uL 的 0.1% NEDA 加入所有 well。 輕輕混勻,並在室溫下使粉紅色 azo dye 顯色(~5-10 min),全程避光。

    為什麼NEDA 與 diazonium salt 偶合,形成粉紅色 azo dye,其吸光值與 nitrite 濃度成正比。

階段 05 / 05判讀

測定吸光值並內插 nitrite 濃度

在 548 nm 附近測定顯色後樣品吸光值,扣除培養基 blank,再由基質匹配標準曲線內插樣品 nitrite。

  1. STEP 7測定吸光值2 分鐘

    使用 microplate reader 於 548 nm 測定 OD(可接受範圍 540-570 nm);若設備支援,使用 570 nm 作為參考波長。 NEDA 加入後,在單一且短的時間範圍內讀取所有 well。

    為什麼azo dye 在 540-548 nm 附近達最大吸收;依固定時程讀值可讓所有 well 的顯色程度相近。

    注意請依相同時程完成顯色與讀值。時間錯開會使樣品間比較產生偏差。

  2. STEP 8計算 nitrite 濃度5 分鐘

    從每個 well 的 OD 扣除 0 uM blank。 以扣除 blank 後的 OD 對標準品 nitrite 濃度(uM)進行 linear regression;記錄 R2。 以內插法計算每份樣品:C (uM) = (OD_sample - b) / m,其中 m 為標準曲線斜率,b 為截距。

    為什麼上清液中的 nitrite 累積量,是細胞 NO 產生量經驗證的替代指標;以基質匹配標準曲線內插,可將 OD 換算為濃度。