Nitrocellulosemembranen zijn poreuze membranen die bestaan uit nitrocellulose (of, in sommige commerciële formuleringen, een matrix van gemengde cellulose-esters) en worden gebruikt als een vaste drager voor de immobilisatie van eiwitten, glycoproteïnen en nucleïnezuren. Nitrocellulose werd voor het eerst geïntroduceerd voor eiwitblotting in 1967 en is vandaag de dag nog steeds een van de meest gebruikte blottingmatrices.
Eigenschappen en bindingsmechanisme
De binding van eiwitten aan nitrocellulose vindt voornamelijk plaats door een combinatie van hydrofobe en elektrostatische interacties. Deze binding wordt beschreven als onmiddellijk en vrijwel onomkeerbaar, met een kwantitatieve bindingscapaciteit die doorgaans wordt vermeld als 80–100 µg/cm². Als commercieel voorbeeld is het Immobilon-NC-membraan van Merck, gebaseerd op een matrix van gemengde cellulose-esters, verkrijgbaar in een hydrofiele uitvoering met een poriegrootte van 0,45 µm en gedocumenteerde adsorptiecapaciteiten van ongeveer 117 µg/cm² voor insuline, 160 µg/cm² voor BSA en 259 µg/cm² voor geiten-IgG. Nitrocellulose wordt gemakkelijk bevochtigd met water of transferbuffer en is compatibel met colorimetrische, chemiluminescente en de meeste fluorescentiedetectiemethoden. Een bekende beperking is dat niet-ondersteunde nitrocellulose van nature kwetsbaar is. Ondersteunde nitrocellulosemembranen, opgebouwd op een inerte dragerstructuur, bieden een hogere mechanische sterkte en zijn bestand tegen opnieuw sonderen en autoclaveren bij 121 °C. Nitrocellulose is bovendien oplosbaar in organische oplosmiddelen zoals methanol en aceton. Daarom moet blootstelling aan deze oplosmiddelen worden beperkt om de integriteit van het membraan te behouden.
Toepassingen
Nitrocellulosemembranen worden gebruikt als vaste drager bij blottingtechnieken voor eiwitten en nucleïnezuren, waaronder western blot, northern blot en Southern blot, evenals bij colony- en plaque-liftprocedures. Vooral bij western blotting hebben zij de voorkeur vanwege hun hoge bindingsaffiniteit voor eiwitten met een laag tot gemiddeld molecuulgewicht, de lage achtergrondruis en de compatibiliteit met meerdere detectiemethoden, meestal tegen relatief lage kosten. Vergeleken met PVDF-membranen leveren nitrocellulosemembranen vaak een betere signaal-ruisverhouding bij fluorescentiedetectie, terwijl PVDF-membranen doorgaans sterkere chemiluminescente signalen en een hogere gevoeligheid bieden voor eiwitten die in lage hoeveelheden aanwezig zijn. Nitrocellulose wordt over het algemeen minder geschikt geacht voor de overdracht van nucleïnezuren, zoals bij RNA-blotting, omdat de hoge zoutconcentraties die de eiwitbinding bevorderen de ladingsafhankelijke interacties kunnen verstoren die nodig zijn voor de retentie van nucleïnezuren.
