Nitrozellulosemembranen sind poröse Membranen aus Nitrozellulose (oder bei einigen kommerziellen Formulierungen aus einer Matrix aus gemischten Celluloseestern), die als feste Trägermaterialien zur Immobilisierung von Proteinen, Glykoproteinen und Nukleinsäuren verwendet werden. Nach ihrer ersten Einführung für das Protein-Blotting im Jahr 1967 zählt Nitrozellulose bis heute zu den am häufigsten verwendeten Blotting-Matrizen.
Eigenschaften und Bindungsmechanismus
Die Bindung von Proteinen an Nitrozellulose erfolgt hauptsächlich durch eine Kombination aus hydrophoben und elektrostatischen Wechselwirkungen. Diese Bindung wird als sofortig und nahezu irreversibel beschrieben und weist im Allgemeinen eine Bindungskapazität von 80–100 µg/cm² auf. Ein kommerzielles Beispiel ist die Immobilon-NC-Membran von Merck, die auf einer Matrix aus gemischten Celluloseestern basiert und mit einer hydrophilen Porengröße von 0,45 µm erhältlich ist. Dokumentierte Adsorptionskapazitäten liegen bei etwa 117 µg/cm² für Insulin, 160 µg/cm² für BSA und 259 µg/cm² für Ziegen-IgG. Nitrozellulose lässt sich leicht mit Wasser oder Transferpuffer benetzen und ist mit kolorimetrischen, chemilumineszenten sowie den meisten fluoreszenzbasierten Nachweismethoden kompatibel. Eine bekannte Einschränkung besteht darin, dass nicht gestützte Nitrozellulose von Natur aus empfindlich ist. Gestützte Nitrozelluloseformate, die auf einer inerten Trägerstruktur aufgebaut sind, bieten eine höhere mechanische Festigkeit und können wiederholt untersucht sowie bei 121 °C autoklaviert werden. Nitrozellulose ist außerdem in organischen Lösungsmitteln wie Methanol und Aceton löslich, weshalb der Kontakt mit diesen Lösungsmitteln begrenzt werden sollte, um die Integrität der Membran zu erhalten.
Anwendungen
Nitrozellulosemembranen werden als feste Trägermaterialien in Protein- und Nukleinsäure-Blottingverfahren eingesetzt, darunter Western Blot, Northern Blot und Southern Blot sowie bei Colony- und Plaque-Lift-Verfahren. Insbesondere beim Western Blot werden sie aufgrund ihrer hohen Bindungsaffinität zu Proteinen mit niedrigem bis mittlerem Molekulargewicht, ihres geringen Hintergrundrauschens und ihrer Kompatibilität mit verschiedenen Nachweismethoden geschätzt, wobei sie in der Regel eine kostengünstige Lösung darstellen. Im Vergleich zu PVDF-Membranen liefern Nitrozellulosemembranen häufig ein besseres Signal-Rausch-Verhältnis bei Fluoreszenznachweisen, während PVDF-Membranen tendenziell stärkere chemilumineszente Signale und eine höhere Empfindlichkeit für Proteine mit geringer Konzentration bieten. Für den Transfer von Nukleinsäuren, beispielsweise beim RNA-Blotting, gilt Nitrozellulose im Allgemeinen als weniger geeignet, da die hohen Salzkonzentrationen, die die Proteinbindung begünstigen, die ladungsabhängigen Wechselwirkungen beeinträchtigen können, die für die Retention von Nukleinsäuren erforderlich sind.
