SDS-PAGE电泳的基本原理及浓缩胶浓缩样品的原理

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sds-page电泳的基本原理

sds-page电泳的基本原理

SDS-PAGE电泳是一种常用的蛋白质分析技术,通过电泳分离蛋白质样品的方法得到了广泛的应用。

本文将着重介绍SDS-PAGE电泳的基本原理。

一、SDS-PAGE电泳的概念SDS-PAGE是一种已经被广泛应用的蛋白质分离技术,它的全称是聚丙烯酰胺凝胶电泳(sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis)。

这种电泳技术利用聚丙烯酰胺凝胶作为分离介质,通过直流电场将蛋白质样品分离出不同电荷和大小的蛋白质成分。

二、SDS-PAGE电泳的原理1. 聚丙烯酰胺凝胶SDS-PAGE电泳中所使用的凝胶是由聚丙烯酰胺构成的。

聚丙烯酰胺凝胶具有一定的孔隙结构,可以根据蛋白质的大小和电荷来调整孔隙的大小,从而实现不同大小的蛋白质的分离。

2. SDS处理SDS是指月桂基硫酸钠,它是一种阴离子表面活性剂。

在SDS-PAGE 电泳中,将样品中的蛋白质经过SDS处理后,蛋白质表面都会均匀地吸附一定数量的SDS分子,并且使蛋白质呈负电荷。

这样,所有的蛋白质分子都会带有类似的电荷密度,可以消除蛋白质的本身的电荷特性,使蛋白质在电场作用下只受到电场力的作用,而不受到其他因素干扰。

3. 蛋白质分离将经过SDS处理的蛋白质样品加载到聚丙烯酰胺凝胶上,然后通过电泳进行分离。

经电泳分离后,蛋白质会根据其大小和电荷迁移到不同位置,从而使不同的蛋白质分离开来。

三、SDS-PAGE电泳的应用SDS-PAGE电泳技术在生物化学和分子生物学研究领域应用广泛。

它可以用于研究蛋白质的分子量、纯度和比例,也可以用于检测蛋白质的存在和表达水平,同时还可以用于鉴定蛋白质的异构体等。

四、SDS-PAGE电泳的发展SDS-PAGE电泳技术自问世以来,经过不断的改进和完善,在蛋白质分离和分析领域一直处于领先地位。

未来,随着科学技术的不断进步,SDS-PAGE电泳技术也将会迎来新的发展,并在更广泛的领域得到应用。

SDS-PAGE 各成分作用

SDS-PAGE 各成分作用

SDS-PAGE电泳的原理及浓缩胶浓缩样品的原理(甘氨酸的作用)SDS-PAGE(十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳)是目前最常用的分离蛋白质的电泳技术。

下面就SDS-PAGE 的基本原理做简单介绍。

SDS-PAGE电泳的基本原理?SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳,是在聚丙烯酰胺凝胶系统中引进SDS,SDS能断裂分子内和分子间氢键,破坏蛋白质的二级和三级结构,强还原剂能使半胱氨酸之间的二硫键断裂,蛋白质在一定浓度的含有强还原剂的SDS 溶液中,与SDS分子按比例结合,形成带负电荷的SDS-蛋白质复合物,这种复合物由于结合大量的SDS,使蛋白质丧失了原有的电荷状态形成仅保持原有分子大小为特征的负离子团块,从而降低或消除了各种蛋白质分子之间天然的电荷差异,由于SDS与蛋白质的结合是按重量成比例的,因此在进行电泳时,蛋白质分子的迁移速度取决于分子大小。

当分子量在15KD到200KD之间时,蛋白质的迁移率和分子量的对数呈线性关系,符合下式:logMW=K-bX,式中:MW为分子量,X为迁移率,k、b均为常数,若将已知分子量的标准蛋白质的迁移率对分子量对数作图,可获得一条标准曲线,未知蛋白质在相同条件下进行电泳,根据它的电泳迁移率即可在标准曲线上求得分子量。

SDS-PAGE电泳成功的关键是什么?①溶液中SDS单体的浓度SDS在水溶液中是以单体和SDS-多肽胶束的混合形式存在,能与蛋白质分子结合的是单体。

为了保证蛋白质与SDS的充分结合,它们的重量比应该为1∶4 或1∶3。

②样品缓冲液的离子强度因为SDS结合到蛋白质上的量仅仅取决于平衡时SDS单体的浓度,不是总浓度,而只有在低离子强度的溶液中,SDS单体才具有较高的平衡浓度。

所以,SDS电泳的样品缓冲液离子强度较低,常为10-100 mM。

③二硫键是否完全被还原只有二硫键被完全还原以后,蛋白质分子才能被解聚,SDS才能定量地结合到亚基上从而给出相对迁移率和分子质量对数的线性关系。

SDS-PAGE电泳的基本原理和应用

SDS-PAGE电泳的基本原理和应用

SDS-PAGE电泳的基本原理和应用1. SDS-PAGE电泳的基本原理1.1 电泳原理SDS-PAGE是一种基于凝胶电泳的蛋白质分析技术。

其中SDS是十二烷基硫酸钠(Sodium Dodecyl Sulfate)的缩写,是一种表面活性剂,能够使蛋白质样品中的蛋白质在电场作用下带负电荷,同时也能够给蛋白质提供线性结构。

1.2 凝胶电泳凝胶电泳是一种利用膠體凝膠將生物物质分开的电泳技术。

在SDS-PAGE中,常使用聚丙烯酰胺凝胶(Polyacrylamide gel)作为电泳介质。

聚丙烯酰胺凝胶是一种聚合物凝胶,通过调整聚丙烯酰胺单体和交联剂的比例,可以调整凝胶的孔径。

1.3 SDS-PAGE的步骤SDS-PAGE主要包括以下几个步骤:•准备样品:将待测蛋白质样品添加SDS、还原剂和草酸,使蛋白质样品变性和解离。

•准备凝胶:制备聚丙烯酰胺凝胶,将之倒入电泳槽中,插入电泳板。

•加载样品:将准备好的样品加入凝胶双孔板中,注意标记样品位置。

•电泳:将准备好的样品盖在电泳槽上,接上电源进行电泳分离。

•显色染色:将分离出的蛋白质进行显色染色,以观察结果。

•图像分析:利用成像仪或凝胶图像分析系统对染色的凝胶图像进行定量分析。

2. SDS-PAGE电泳的应用2.1 蛋白质分析SDS-PAGE电泳是蛋白质分析的基础技术,通过对蛋白质样品进行电泳分离,可以获得蛋白质的表观分子质量、纯度和组成信息。

这对于研究蛋白质结构、功能以及与疾病的关系等具有重要意义。

2.2 分子生物学研究SDS-PAGE电泳在分子生物学研究中有多种应用。

例如,可以用于检测基因表达的变化,比较不同条件下的蛋白质组分等。

此外,SDS-PAGE也可以用于鉴定蛋白质的亚细胞定位、研究蛋白质与其他分子(如核酸、小分子化合物等)的相互作用等方面。

2.3 药物研发SDS-PAGE电泳在药物研发领域也有广泛应用。

例如,可以用于药物候选化合物与蛋白质之间的相互作用研究,评估药物的结合能力和亲合力。

SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)实验原理和操作步骤

SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)实验原理和操作步骤

SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS—PAGE)实验原理和操作步骤实验原理:SDS—PAGE是对蛋白质进行量化,比较及特性鉴定的一种经济、快速、而且可重复的方法.该法是依据混合蛋白的分子量不同来进行分离的。

SDS是一种去垢剂,可与蛋白质的疏水部分相结合,破坏其折叠结构,并使其广泛存在于一个广泛均一的溶液中.SDS蛋白质复合物的长度与其分子量成正比.在样品介质和凝胶中加入强还原剂和去污剂后,电荷因素可被忽略。

蛋白亚基的迁移率取决于亚基分子量。

试剂和器材:试剂:1。

5x样品缓冲液(10ml):0。

6ml 1mol/L的Tris-HCl (pH6。

8),5ml 50%甘油,2ml 10%的SDS,0。

5ml巯基乙醇,1ml 1%溴酚蓝,0。

9ml蒸馏水。

可在4℃保存数周,或在-20℃保存数月。

2。

凝胶贮液:在通风橱中,称取丙烯酰胺30g,甲叉双丙烯酰胺0。

8g,加重蒸水溶解后,定容到100ml。

过滤后置棕色瓶中,4℃保存,一般可放置1个月.3。

pH8.9分离胶缓冲液:Tris 36.3g ,加1mol/L HCl 48ml,加重蒸水80ml使其溶解,调pH8。

9,定容至100ml,4℃保存.4。

pH6。

7浓缩胶缓冲液: Tris 5。

98g ,加1mol/L HCl 48ml,加重蒸水80ml使其溶解,调pH6。

7,定容至100ml,4℃保存。

5. TEMED(四乙基乙二胺)原液6。

10%过硫酸铵(用重蒸水新鲜配制)7。

pH8。

3 Tris-甘氨酸电极缓冲液:称取Tris 6。

0g,甘氨酸28.8g,加蒸馏水约900ml,调pH8.3后,用蒸馏水定容至1000ml。

置4℃保存,临用前稀释10倍。

8。

考马斯亮蓝G250染色液:称100mg考马斯亮蓝G250,溶于200ml蒸馏水中,慢慢加入7.5ml 70%的过氯酸,最后补足水到250ml,搅拌1小时,小孔滤纸过滤.器材:电泳仪,电泳槽,水浴锅,摇床。

实验操作(一)样品制备将蛋白质样品与5X样品缓冲液(20ul+5ul)在一个Eppendorf 管中混合。

SDS-PAGE原理及常见问题

SDS-PAGE原理及常见问题

几乎所有蛋白质电泳分析都在聚丙烯酰胺凝胶上进行,而所有条件总要确保蛋白质解离成单个多肽亚基并进可能减少其相互间的聚集,最常用的就是SDS-PAGE电泳技术,关于大家在此过程中经常遇到的问题进行一些讨论:Q:SDS-PAGE电泳的基本原理A:SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳,是在聚丙烯酰胺凝胶系统中引进SDS(十二烷基硫酸钠),SDS会与变性的多肽,并使蛋白带负电荷,由于多肽结合SDS的量几乎总是与多肽的分子量成正比而与其序列无关,因此SDS多肽复合物在丙稀酰胺凝胶电泳中的迁移率只与多肽的大小有关,在达到饱和的状态下,每克多肽可与1.4g去污剂结合。

当分子量在15KD到200KD 之间时,蛋白质的迁移率和分子量的对数呈线性关系,符合下式:logMW=K-bX,式中:MW 为分子量,X为迁移率,k、b均为常数,若将已知分子量的标准蛋白质的迁移率对分子量对数作图,可获得一条标准曲线,未知蛋白质在相同条件下进行电泳,根据它的电泳迁移率即可在标准曲线上求得分子量。

Q:配胶缓冲液系统对电泳的影响A:在SDS-PAGE不连续电泳中,制胶缓冲液使用的是Tris-HCL缓冲系统,浓缩胶是,分离胶;而电泳缓冲液使用的Tris-甘氨酸缓冲系统。

在浓缩胶中,其pH环境呈弱酸性,因此甘氨酸解离很少,其在电场的作用下,泳动效率低;而CL离子却很高,两者之间形成导电性较低的区带,蛋白分子就介于二者之间泳动。

由于导电性与电场强度成反比,这一区带便形成了较高的电压剃度,压着蛋白质分子聚集到一起,浓缩为一狭窄的区带。

当样品进入分离胶后,由于胶中pH的增加,呈碱性,甘氨酸大量解离,泳动速率增加,直接紧随氯离子之后,同时由于分离胶孔径的缩小,在电场的作用下,蛋白分子根据其固有的带电性和分子大小进行分离。

所以,pH对整个反应体系的影响是至关重要的,实验中在排除其他因素之后仍不能很好解决问题的情况,应首要考虑该因素。

Q:样品如何处理A:根据样品分离目的不同,主要有三种处理方法:还原SDS处理、非还原SDS处理、带有烷基化作用的还原SDS处理。

SDS-PAGE电泳的基本原理及浓缩胶浓缩样品的原理

SDS-PAGE电泳的基本原理及浓缩胶浓缩样品的原理

SDS-PAGE电泳的基本原理及浓缩胶浓缩样品的原理SDS-PAGE(十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳)是目前最常用的分离蛋白质的电泳技术SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳,是在聚丙烯酰胺凝胶系统中引进SDS,SDS能断裂分子内和分子间氢键,破坏蛋白质的二级和三级结构,强还原剂能使半胱氨酸之间的二硫键断裂,蛋白质在一定浓度的含有强还原剂的SDS溶液中,与SDS分子按比例结合,形成带负电荷的SDS-蛋白质复合物,这种复合物由于结合大量的SDS,使蛋白质丧失了原有的电荷状态形成仅保持原有分子大小为特征的负离子团块,从而降低或消除了各种蛋白质分子之间天然的电荷差异,由于SDS与蛋白质的结合是按重量成比例的,因此在进行电泳时,蛋白质分子的迁移速度取决于分子大小。

当分子量在15KD到200KD之间时,蛋白质的迁移率和分子量的对数呈线性关系,符合下式:logMW=K-bX,式中:MW为分子量,X为迁移率,k、b均为常数,若将已知分子量的标准蛋白质的迁移率对分子量对数作图,可获得一条标准曲线,未知蛋白质在相同条件下进行电泳,根据它的电泳迁移率即可在标准曲线上求得分子量。

SDS-PAGE电泳成功的关键是什么?①溶液中SDS单体的浓度SDS在水溶液中是以单体和SDS-多肽胶束的混合形式存在,能与蛋白质分子结合的是单体。

为了保证蛋白质与SDS的充分结合,它们的重量比应该为1∶4或1∶3。

②样品缓冲液的离子强度因为SDS结合到蛋白质上的量仅仅取决于平衡时SDS单体的浓度,不是总浓度,而只有在低离子强度的溶液中,SDS单体才具有较高的平衡浓度。

所以,SDS电泳的样品缓冲液离子强度较低,常为10-100mM。

③二硫键是否完全被还原只有二硫键被完全还原以后,蛋白质分子才能被解聚,SDS才能定量地结合到亚基上从而给出相对迁移率和分子质量对数的线性关系。

Samplebuffer中的β-巯基乙醇的浓度常为4-5%,二硫苏糖醇的浓度常为2-3%。

SDS-PAGE原理、试剂配制和注意事项

SDS-PAGE原理、试剂配制和注意事项

SDS是阴离子去污剂,能断裂分子内和分子间的氢键,破坏蛋白分子的二、三级结构。

作用有四:去蛋白质电荷、解离蛋白质之间的氢键、取消蛋白分子内的疏水作用、去多肽折叠。

而强还原剂如巯基乙醇,二硫苏糖醇能使绊胱氨酸残基间的二硫键断裂。

在样品和凝胶中加入还原剂和SDS后,分子被解聚成多肽链,解聚后的氨基酸侧链和SDS结合成蛋白- SDS 胶束,所带的负电荷大大超过了蛋白原有的电荷量,这样就消除了不同分子间的电荷差异和结构差异。

SDS-PAGE一般采用的是不连续缓冲系统,浓缩胶是由AP催化聚合而成的大孔胶,凝胶缓冲液为pH6.7的Tris-HC1。

分离胶是由AP催化聚合而成的小孔胶,凝胶缓冲液为pH8.9 Tris-HC1。

电极缓冲液是pH8.3 Tris-甘氨酸缓冲液。

2种孔径的凝胶、2种缓冲体系、3种pH值使不连续体系形成了凝胶孔径、pH值、缓冲液离子成分的不连续性,这是样品浓缩的主要因素。

当样品液和浓缩胶选TRIS/HCL缓冲液,电极液选TRIS/甘氨酸。

电泳开始后,HCL解离成氯离子,甘氨酸解离出少量的甘氨酸根离子。

蛋白质带负电荷,因此一起向正极移动,其中氯离子最快,甘氨酸根离子最慢,蛋白居中。

电泳开始时氯离子泳动率最大,超过蛋白,因此在后面形成低电导区,而电场强度与低电导区成反比,因而产生较高的电场强度,使蛋白和甘氨酸根离子迅速移动,形成以稳定的界面,使蛋白聚集在移动界面附近,浓缩成一中间层。

过硫酸铵(AP)为催化剂,四甲基乙二胺(TEMED)为加速剂。

在聚合过程中,TEMED 催化过硫酸铵产生自由基,后者引发丙烯酰胺单体聚合,同时甲叉双丙烯酰胺与丙烯酰胺链间产生甲叉键交联,从而形成三维网状结构。

当分子量在15KD到200KD之间时,蛋白质的迁移率和分子量的对数呈线性关系,符合下式:logMW=K-bX,式中:MW为分子量,X为迁移率,k、b均为常数,若将已知分子量的标准蛋白质的迁移率对分子量对数作图,可获得一条标准曲线,未知蛋白质在相同条件下进行电泳,根据它的电泳迁移率即可在标准曲线上求得分子量。

SDS-PAGE电泳的基础原理和试验步骤

SDS-PAGE电泳的基础原理和试验步骤

SDS-PAGE电泳的基础原理和实验步骤概述十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳(sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis,简称SDS-PAGE)是聚丙烯酰胺凝胶电泳中最常用的一种蛋白表达分析技术。

此项技术的原理,是根据检体中蛋白质分子量大小的不同,使其在电泳胶中分离。

在大肠杆菌表达纯化外源蛋白的实验中,SDS-PAGE更是必不可少的操作,其通常用于检测蛋白的表达情况(表达量,表达分布),以及分析目的蛋白的纯度等。

SDS-PAGE作用机理蛋白中含有很多的氨基(+)和羧基(-),不同的蛋白在不同的pH值下表现出不同的电荷,为了使蛋白在电泳中的迁移率只与分子量有关,我们在上样前,通常会进行一些处理(上样缓冲液)。

即在样品中加入含有SDS和β-巯基乙醇的上缓冲液。

SDS即十二烷基磺酸钠(CH3-(CH2)10-CH2OSO3-Na+),是一种阴离子表面活性剂,它可以断开分子内和分子间的氢键,破坏蛋白质分子的二级和三级结构;β-巯基乙醇是强还原剂,它可以断开半胱氨酸残基之间的二硫键。

电泳样品加入样品处理液后,经过高温处理,其目的是将SDS与蛋白质充分结合,以使蛋白质完全变性和解聚,并形成棒状结构同时使整个蛋白带上负电荷;另外样品处理液中通常还加入溴酚蓝染料,用于监控整个电泳过程;另外样品处理液中还加入适量的蔗糖或甘油以增大溶液密度,使加样时样品溶液可以快速沉入样品凹槽底部。

当样品上样并接通两极间电流后(电泳槽的上方为负极,下方为正极),在凝胶中形成移动界面并带动凝胶中所含SDS负电荷的多肽复合物向正极推进。

样品首先通过高度多孔性的浓缩胶,使样品中所含SDS多肽复合物在分离胶表面聚集成一条很薄的区带(或称积层)。

电泳启动时,蛋白样品处于pH6.8的上层,pH8.8的分离胶层在下层,上槽为负极,下槽为正极。

出现了pH 不连续和胶孔径大小不连续:启动时Cl¯解离度大,Pro¯解离度居中,甘aaCOO¯解离度小,迁移顺序为(pH6.8)Cl¯>Pro¯>—COO¯。

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SDS-PAGE电泳的基本原理及浓缩胶浓缩样品的原理SDS-PAGE(十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳)是目前最常用的分离蛋白质的电泳技术SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳,是在聚丙烯酰胺凝胶系统中引进SDS, SDS 能断裂分子内和分子间氢键,破坏蛋白质的二级和三级结构,强还原剂能使半胱氨酸之间的二硫键断裂,蛋白质在一定浓度的含有强还原剂的SDS溶液中,与SDS分子按比例结合,形成带负电荷的SDS-蛋白质复合物,这种复合物由于结合大量的SDS,使蛋白质丧失了原有的电荷状态形成仅保持原有分子大小为特征的负离子团块,从而降低或消除了各种蛋白质分子之间天然的电荷差异,由于SDS与蛋白质的结合是按重量成比例的,因此在进行电泳时,蛋白质分子的迁移速度取决于分子大小。

当分子量在15KD到200KD之间时,蛋白质的迁移率和分子量的对数呈线性关系,符合下式:logMW=K-bX,式中:MW 为分子量,X为迁移率,k、b均为常数,若将已知分子量的标准蛋白质的迁移率对分子量对数作图,可获得一条标准曲线,未知蛋白质在相同条件下进行电泳,根据它的电泳迁移率即可在标准曲线上求得分子量。

SDS-PAGE电泳成功的关键是什么?①溶液中SDS单体的浓度SDS在水溶液中是以单体和SDS-多肽胶束的混合形式存在,能与蛋白质分子结合的是单体。

为了保证蛋白质与SDS的充分结合,它们的重量比应该为1∶4或1∶3。

②样品缓冲液的离子强度因为SDS结合到蛋白质上的量仅仅取决于平衡时SDS单体的浓度,不是总浓度,而只有在低离子强度的溶液中,SDS 单体才具有较高的平衡浓度。

所以,SDS电泳的样品缓冲液离子强度较低,常为10-100 mM。

③二硫键是否完全被还原只有二硫键被完全还原以后,蛋白质分子才能被解聚,SDS才能定量地结合到亚基上从而给出相对迁移率和分子质量对数的线性关系。

Sample buffer中的β-巯基乙醇的浓度常为4-5%,二硫苏糖醇的浓度常为2-3%。

前者有挥发性,最好使用前加入。

SDS-PAGE缓冲液系统的选择,Tris-Glycine、Tris-Tricine、Tris-硼酸盐或者其他?一般来说,在被分析的蛋白质稳定的pH范围,凡是不与SDS发生相互作用的缓冲液都可以使用,但缓冲液的选择对蛋白带的分离和电泳的速度是非常关键的。

Tris-甘氨酸系统是目前使用最多的缓冲系统。

Tris-甘氨酸系统是目前使用最多的缓冲系统。

如果要测定糖蛋白的分子量,最好采用Tris-硼酸盐缓冲系统,对于分子质量小于15 kDa 的蛋白样品,可以使用SDS-尿素系统,也可以采用Tris-tricine缓冲系统。

积层胶(或称浓缩胶)的作用原理?在缓冲系统中的弱酸,如甘氨酸,在pH6.7时很少解离,其有效泳动速率很低,而氯离子却有很高的泳动速率,蛋白质的泳动速率介于两者之间。

加上电压以后,作为先导离子的氯离子和尾随离子的甘氨酸离子分离开来,并在其后面留下一个导电性较低的区带。

由于导电性和电场强度成反比,这一区带便获得较高的电压梯度,加速甘氨酸离子的泳动,使其赶上氯离子,建立起甘氨酸和氯离子的电压梯度和泳动速率乘积相等的稳定态(我不太明白这句话),使这些带电颗粒以相同的速度泳动,两种离子之间有明显的边界。

当甘氨酸、氯离子界面通过样品进入浓缩胶时,在移动界面前有一低电压梯度,界面后有一高电压梯度。

由于在移动界面前的蛋白质分子泳动速率比氯离子低,因此氯离子能迅速越过。

移动界面后的蛋白质处于较高的电压梯度中,其泳动速率比甘氨酸快。

因此,移动的界面将蛋白质分子堆积到一起,形成一条狭窄的区带。

蛋白质在移动界面中的浓度作用仅取决于样品和浓缩胶中Tris-HCl的浓度(为什么?),而与样品中蛋白质的最初浓度无关。

由于浓缩胶为大孔凝胶,故对蛋白样品没有分子筛作用。

当移动的界面到达浓缩胶和分离胶的界面时,凝胶的pH明显增加,导致甘氨酸大量解离。

此时,甘氨酸的有效泳动速率明显增加,超越蛋白分子,直接在氯离子后移动。

由于凝胶孔径变小,蛋白质分子的迁移速率降低,落在后面的蛋白质便在均一的电压梯度和pH环境中泳动,并根据其固有的电荷与分子大小进行分离。

SDS-page电泳小问答Q:SDS-PAGE电泳的基本原理?A:SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳,是在聚丙烯酰胺凝胶系统中引进SDS (十二烷基硫酸钠), SDS能断裂分子内和分子间氢键,破坏蛋白质的二级和三级结构,强还原剂能使半胱氨酸之间的二硫键断裂,蛋白质在一定浓度的含有强还原剂的SDS溶液中,与SDS分子按比例结合,形成带负电荷的SDS-蛋白质复合物,这种复合物由于结合大量的SDS,使蛋白质丧失了原有的电荷状态形成仅保持原有分子大小为特征的负离子团块,从而降低或消除了各种蛋白质分子之间天然的电荷差异,由于SDS与蛋白质的结合是按重量成比例的,因此在进行电泳时,蛋白质分子的迁移速度取决于分子大小。

当分子量在15KD到200KD之间时,蛋白质的迁移率和分子量的对数呈线性关系,符合下式:logMW=K-bX,式中:MW为分子量,X为迁移率,k、b均为常数,若将已知分子量的标准蛋白质的迁移率对分子量对数作图,可获得一条标准曲线,未知蛋白质在相同条件下进行电泳,根据它的电泳迁移率即可在标准曲线上求得分子量。

Q:配胶缓冲液系统对电泳的影响?A:在SDS-PAGE不连续电泳中,制胶缓冲液使用的是Tris-HCL缓冲系统,浓缩胶是pH6.7,分离胶pH8.9;而电泳缓冲液使用的Tris -甘氨酸缓冲系统。

在浓缩胶中,其pH环境呈弱酸性,因此甘氨酸解离很少,其在电场的作用下,泳动效率低;而CL离子却很高,两者之间形成导电性较低的区带,蛋白分子就介于二者之间泳动。

由于导电性与电场强度成反比,这一区带便形成了较高的电压剃度,压着蛋白质分子聚集到一起,浓缩为一狭窄的区带。

当样品进入分离胶后,由于胶中pH的增加,呈碱性,甘氨酸大量解离,泳动速率增加,直接紧随氯离子之后,同时由于分离胶孔径的缩小,在电场的作用下,蛋白分子根据其固有的带电性和分子大小进行分离。

所以,pH对整个反应体系的影响是至关重要的,实验中在排除其他因素之后仍不能很好解决问题的情况,应首要考虑该因素。

Q:样品如何处理?A:根据样品分离目的不同,主要有三种处理方法:还原SDS处理、非还原SDS处理、带有烷基化作用的还原SDS处理。

1、还原SDS处理:在还原剂中加入SDS和DTT(或Beta巯基乙醇)后,蛋白质构象被解离,电荷被中和,形成SDS与蛋白相结合的分子,在电泳中,只根据分子量来分离。

一般电泳均按这种方式处理,样品稀释适当浓度,加入上样Buffer,离心,沸水煮5min,再离心加样。

2、带有烷基化作用的还原SDS处理:碘乙酸胺的烷基化作用可以很好的并经久牢固的保护SH基团,得到较窄的谱带;另碘乙酸胺可捕集过量的DTT,而防止银染时的纹理现象。

100ul样品缓冲液中10ul 20%的碘乙酸胺,并在室温保温30min。

3、非还原SDS处理:生理体液、血清、尿素等样品,一般只用1%SDS沸水中煮3min,未加还原剂,因而蛋白折叠未被破坏,不可作为测定分子量来使用。

Q:SDS-PAGE电泳凝胶中各主要成分的作用?A:聚丙烯酰胺的作用:丙烯酰胺与为蛋白质电泳提供载体,其凝固的好坏直接关系到电泳成功与否,与促凝剂及环境密切相关;制胶缓冲液:浓缩胶选择pH6.7,分离胶选择pH8.9,选择tris-HCL 系统,具体作用后面介绍;TEMED与AP:促凝作用,加速聚丙烯酰胺的凝固;十二烷基硫酸钠(SDS):阳离子去污剂,作用有四:去蛋白质电荷、解离蛋白质之间的氢键、取消蛋白分子内的疏水作用、去多肽折叠。

Q:提高SDS-PAGE电泳分辨率的途径?A:1、聚丙烯酰胺的充分聚合,可提高凝胶的分辨率。

建议做法:待凝胶在室温凝固后,可在室温下放置一段时间使用。

忌即配即用或4度冰箱放置,前者易导致凝固不充分,后者可导致SDS结晶。

一般凝胶可在室温下保存4天,SDS可水解聚丙烯酰胺。

2、一般常用的有氨基黑、考马斯亮蓝、银染色三种染料,不同染料又各自不同的染色方法,具体可参照郭尧君编著的《蛋白质电泳技术手册》P82-103。

Q:“微笑”(两边翘起中间凹下)形带原因?A:主要是由于凝胶的中间部分凝固不均匀所致,多出现于较厚的凝胶中。

处理办法:待其充分凝固再作后续实验。

Q:“皱眉”(两边向下中间鼓起)形带原因?A:主要出现在蛋白质垂直电泳槽中,一般是两板之间的底部间隙气泡未排除干净。

处理办法:可在两板间加入适量缓冲液,以排除气泡。

Q:为什么带出现拖尾现象?A:主要是样品融解效果不佳或分离胶浓度过大引起的。

处理办法:加样前离心;选择适当的样品缓冲液,加适量样品促溶剂;电泳缓冲液时间过长,重新配制;降低凝胶浓度。

Q:为什么带出现纹理现象?A:主要是样品不溶性颗粒引起的。

处理办法:加样前离心;加适量样品促溶剂。

Q:什么是“鬼带”,如何处理?A:“鬼带”就是在跑大分子构象复杂的蛋白质分子时,常会出现在泳道顶端(有时在浓缩胶中)的一些大分子未知条带或加样孔底部有沉淀,主要由于还原剂在加热的过程中被氧化而失去活性,致使原来被解离的蛋白质分子重新折叠结合和亚基重新缔合,聚合成大分子,其分子量要比目标条带大,有时不能进入分离胶。

但它却于目标条带有相同的免疫学活性,在WB反应中可见其能与目标条带对应的抗体作用。

处理办法:在加热煮沸后,再添加适量的DTT或Beta巯基乙醇,以补充不足的还原剂;或可加适量EDTA来阻止还原剂的氧化。

Q:为什么溴酚蓝不能起到指示作用?A:我们在实验中常会遇到溴酚蓝已跑出板底,但蛋白质却还未跑下来的现象。

主要与缓冲液和分离胶的浓度有关。

处理办法:更换正确pH值的Buffer;降低分离胶的浓度。

Q:为什么电泳的条带很粗?A:电泳中条带很粗是常见的事,主要是未浓缩好的原因。

处理办法:适当增加浓缩胶的长度;保证浓缩胶贮液的pH正确(6.7);适当降低电压;Q:为什么电泳电压很高而电流却很低呢?A:这种现象一般初学者易出现。

比如电压50v以上,可电流却在5mA 以下。

主要是由于电泳槽没有正确装配,电流未形成通路。

包括:a.内外槽装反;b.外槽液过少;c.电泳槽底部的绝缘体未去掉(比如倒胶用的橡胶皮)。

处理办法:电泳槽正确装配即可。

Q:浓缩胶与分离胶断裂、板间有气泡对电泳有影响吗?A:这主要出现在初学者中,一般对电泳不会有太大的影响。

前者主要原因是拔梳子用力不均匀或过猛所致;后者是由于在解除制胶的夹子后,板未压紧而致空气进入引起的。

处理办法:按正确的操作方法操作。

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