双向电泳--郭吉星PPT教学课件
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《双向电泳技术》课件
高通量
该技术可以同时分离大量蛋白质，提高了实 验的通量。
高稳定性
该技术具有较高的稳定性，实验结果重复性 好。
缺点
实验周期长
双向电泳技术的实验周期较长 ，需要耗费较多的时间和人力
。
对样品要求高
该技术需要大量的起始样品， 并且对样品的纯度要求较高。
对实验条件要求严格
双向电泳技术的实验条件较为 苛刻，需要精确控制实验参数 。
在药物研发中的应用
总结词
双向电泳技术为药物研发提供了高通量和高效率的蛋白质分离手段，有助于发现潜在的药物靶点和筛 选候选药物。
详细描述
在药物研发过程中，双向电泳技术可用于分析药物对蛋白质表达谱的影响，从而发现药物作用的靶点 。此外，通过比较不同物种或组织的蛋白质表达谱，可以发现潜在的药物靶点，为新药研发提供思路 和候选药物。
应用领域的拓展
疾病诊断与治疗
利用双向电泳技术分析疾病相关蛋白质，为疾病诊断 和治疗提供依据。
药物研发
通过双向电泳技术筛选药物作用靶点，加速新药研发 进程。
生物工程与农业
在生物工程和农业领域中应用双向电泳技术，优化生 物过程和育种。
未来发展方向与挑战
标准化与规范化
建立双向电泳技术的标准化操作流程和质量控制体系，提高实验 结果的可靠性和可比性。
CHAPTER 02
双向电泳技术的实验流程
样本制备
01
02
03
样本选择与处理
选择适当的组织或细胞样 本，进行适当的处理以提 取蛋白质。
蛋白提取
使用适当的缓冲液和试剂 ，从样本中提取蛋白质。
蛋白定量
使用蛋白质定量方法，确 定蛋白质的浓度。
蛋白质提取
溶解蛋白质
蛋白质组双向电泳原理及实验步骤ppt课件.ppt
中国历史上吸烟的历史和现状、所采 取的措 施以及 由此带 来的痛 苦和灾 难，可 以进一 步了解 吸烟对 人民健 康的危 害，提 高师生 的控烟 意识
• 最高电压10,000 V • 10–25C 温度控制 • 7, 11, 17, 18, 和 24 cm的聚
焦盘，可以各放12根胶条 • 可以储存10个程序，每个程序有
中国历史上吸烟的历史和现状、所采 取的措 施以及 由此带 来的痛 苦和灾 难，可 以进一 步了解 吸烟对 人民健 康的危 害，提 高师生 的控烟 意识
实验操 作
Method
原理
Theory
应用
Application
中国历史上吸烟的历史和现状、所采 取的措 施以及 由此带 来的痛 苦和灾 难，可 以进一 步了解 吸烟对 人民健 康的危 害，提 高师生 的控烟 意识
中国历史上吸烟的历史和现状、所采 取的措 施以及 由此带 来的痛 苦和灾 难，可 以进一 步了解 吸烟对 人民健 康的危 害，提 高师生 的控烟 意识
二维SDS-PAGE
• 同普通SDS-PAGE类似。
• 但一般在垂直电泳系统中无需浓缩胶，因 为在IPG胶条中蛋白质区域已得到浓缩， 可以认为非限制性IEF胶（低浓度丙烯酰胺 胶）充当了浓缩胶。
l 设置等电聚焦时的温度。（17℃）
中国历史上吸烟的历史和现状、所采 取的措 施以及 由此带 来的痛 苦和灾 难，可 以进一 步了解 吸烟对 人民健 康的危 害，提 高师生 的控烟 意识
配制SDS-PAGE凝胶
配制12%的丙烯酰胺凝胶，直接用双向电 泳专用梳子；或在上部留0.5cm的空间， 用MilliQ水、乙醇或水饱和正丁醇封胶。 聚合30分钟。
第
一
向
双向凝胶电泳的图像分析ppt课件
• 对点的体积进行归一化处理，以便于对不 同胶上的同一蛋白质点进行准确客观的相 对定量。
• 所有点的含量通过单个点的光密度值比上 胶上所有点光密度值
• 归一化处理后的数据是否合理决定着图像 分析数据统计学分析的可靠性。
第五节 凝胶配比分析
一、原因 通过多次凝胶电泳的结果提高实验的可靠性，就
需要进行不同凝胶间斑点的配比分析。 包括：凝胶的匹配和斑点的比较 匹配的目的是为了对已经进行了点检测的凝胶之
二、算法
是对凝胶中的蛋白质的斑点经扫描后获得的数 据，进行检测、评判和定量分析的过程。
原理：是以每一个像素点为中心构建算子，然 后比较算子中心与边缘的吸光度，如果中心与边 缘的强度相比足够大，则此像素点被认为是某蛋 白质点的一部分，如此重复对每一个像素点进行 搜索，最终构建该凝胶的图谱。
高斯拟合和高斯拉普拉斯变换斑点检测法。
四、比较
第六节 数据分析
涉及到质的准确性评估，量的确定，表 达中的定量变化
第七节 数据呈递
每个蛋白质斑点应该有一个相对分子质 量（Mr)和等电点（pI）。因此利用某些特征 的蛋白质斑点（参考胶上的斑点），一种Mr /pI晶格形式就覆盖在凝胶上，从而推测Mr /pI值。这些蛋白质斑点是已知蛋白质，并易像素为基础、 具有不同灰度强弱和一定边界方向的斑点的电脑信号。
典型流程：
• 凝胶图像的扫描： • 图像加工： • 斑点检测和定量： • 凝胶配比： • 数据分析： • 数据呈递（report） • 2-DE数据库的建立：
第二节 双向凝胶电泳图像采集
第四章 双向凝胶电泳的图像分析
第一节 概述 一、图像分析工具
1.硬件设备： 一定的电脑配置,Pentirm 166处理器，64M 内存，3G硬盘，1024*768分辨率 ，256色， SCI接口，windows操作系统
• 所有点的含量通过单个点的光密度值比上 胶上所有点光密度值
• 归一化处理后的数据是否合理决定着图像 分析数据统计学分析的可靠性。
第五节 凝胶配比分析
一、原因 通过多次凝胶电泳的结果提高实验的可靠性，就
需要进行不同凝胶间斑点的配比分析。 包括：凝胶的匹配和斑点的比较 匹配的目的是为了对已经进行了点检测的凝胶之
二、算法
是对凝胶中的蛋白质的斑点经扫描后获得的数 据，进行检测、评判和定量分析的过程。
原理：是以每一个像素点为中心构建算子，然 后比较算子中心与边缘的吸光度，如果中心与边 缘的强度相比足够大，则此像素点被认为是某蛋 白质点的一部分，如此重复对每一个像素点进行 搜索，最终构建该凝胶的图谱。
高斯拟合和高斯拉普拉斯变换斑点检测法。
四、比较
第六节 数据分析
涉及到质的准确性评估，量的确定，表 达中的定量变化
第七节 数据呈递
每个蛋白质斑点应该有一个相对分子质 量（Mr)和等电点（pI）。因此利用某些特征 的蛋白质斑点（参考胶上的斑点），一种Mr /pI晶格形式就覆盖在凝胶上，从而推测Mr /pI值。这些蛋白质斑点是已知蛋白质，并易像素为基础、 具有不同灰度强弱和一定边界方向的斑点的电脑信号。
典型流程：
• 凝胶图像的扫描： • 图像加工： • 斑点检测和定量： • 凝胶配比： • 数据分析： • 数据呈递（report） • 2-DE数据库的建立：
第二节 双向凝胶电泳图像采集
第四章 双向凝胶电泳的图像分析
第一节 概述 一、图像分析工具
1.硬件设备： 一定的电脑配置,Pentirm 166处理器，64M 内存，3G硬盘，1024*768分辨率 ，256色， SCI接口，windows操作系统
《双向凝胶电泳 》课件
它结合了等电聚焦和SDS-聚丙烯酰胺 凝胶电泳的原理，能够分离出成千上 万的蛋白质。
双向凝胶电泳的原理
等电聚焦
在第一向电泳中，蛋白质根据其等电点进行分离，聚焦在相应的pH区域。
SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳
在第二向电泳中，已经分离的蛋白质加入SDS（十二烷基硫酸钠）后带负电荷，在聚丙烯酰胺凝胶中按分子量大 小进行分离。
生物标志物发现
通过双向凝胶电泳技术寻 找新的生物标志物，用于 疾病预警、监测和治疗。
药物研发
利用双向凝胶电泳技术分 析药物作用机制和靶点蛋 白质，为新药研发提供支 持。
研究展望
蛋白质组学研究
随着蛋白质组学研究的深入，双 向凝胶电泳技术有望在更广泛的 领域发挥重要作用。
跨学科合作
加强与其他学科领域的合作，共 同推动双向凝胶电泳技术的发展 和应用。
样品上样
将处理好的蛋白质样品上样到第一向 等电聚焦凝胶中。
等电聚焦
在第一向等电聚焦凝胶中进行等电聚 焦，分离蛋白质。
固相pH梯度第二向分离
将第一向分离后的蛋白质从凝胶中转 移到第二向SDS-PAGE凝胶中进行第 二向分离。
图像分析
染色与脱色
01
对第二向分离后的凝胶进行染色和脱色，以便观察和检测蛋白
研究疾病的发生和发展机制，为疾病的诊断和治疗提供依据。
03
生物标志物发现
利用双向凝胶电泳技术可以发现与疾病相关的生物标志物，如肿瘤标志
物、感染性疾病相关蛋白等，有助于疾病的早期诊断和预后评估。
在医学研究中的应用
1 2 3
药物作用机制研究
通过双向凝胶电泳技术分析药物作用前后蛋白质 表达谱的变化，有助于揭示药物的作用机制和靶 点。
数据共享和分析
双向凝胶电泳的原理
等电聚焦
在第一向电泳中，蛋白质根据其等电点进行分离，聚焦在相应的pH区域。
SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳
在第二向电泳中，已经分离的蛋白质加入SDS（十二烷基硫酸钠）后带负电荷，在聚丙烯酰胺凝胶中按分子量大 小进行分离。
生物标志物发现
通过双向凝胶电泳技术寻 找新的生物标志物，用于 疾病预警、监测和治疗。
药物研发
利用双向凝胶电泳技术分 析药物作用机制和靶点蛋 白质，为新药研发提供支 持。
研究展望
蛋白质组学研究
随着蛋白质组学研究的深入，双 向凝胶电泳技术有望在更广泛的 领域发挥重要作用。
跨学科合作
加强与其他学科领域的合作，共 同推动双向凝胶电泳技术的发展 和应用。
样品上样
将处理好的蛋白质样品上样到第一向 等电聚焦凝胶中。
等电聚焦
在第一向等电聚焦凝胶中进行等电聚 焦，分离蛋白质。
固相pH梯度第二向分离
将第一向分离后的蛋白质从凝胶中转 移到第二向SDS-PAGE凝胶中进行第 二向分离。
图像分析
染色与脱色
01
对第二向分离后的凝胶进行染色和脱色，以便观察和检测蛋白
研究疾病的发生和发展机制，为疾病的诊断和治疗提供依据。
03
生物标志物发现
利用双向凝胶电泳技术可以发现与疾病相关的生物标志物，如肿瘤标志
物、感染性疾病相关蛋白等，有助于疾病的早期诊断和预后评估。
在医学研究中的应用
1 2 3
药物作用机制研究
通过双向凝胶电泳技术分析药物作用前后蛋白质 表达谱的变化，有助于揭示药物的作用机制和靶 点。
数据共享和分析
双向电泳操作双向电泳的技术流程和样品制备ppt课件
第二步：把未溶解的pellet用标准IEF样品液溶解提取 高疏水性蛋白；
第三步：用含复合表面活性剂的蛋白溶解液，最后抽 提前两次抽提后不能溶解的膜蛋白约占整个样品的 11%（W/W）。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
增加样品溶解性的手段
变性剂：通过改变溶液中的氢键结构使蛋白质充分伸 展，将其疏水中心完全暴露，降低接近疏水残基的能 量域。其典型代表是尿素和硫尿。
双向电泳分析中的样品制备
制备原则：
应使所有待分析的蛋白样品全部处于溶解状态（包括 多数疏水性蛋白），且制备方法应具有可重现性。
防止样品在聚焦时发生蛋白的聚集和沉淀。 防止在样品制备过程中发生样品的抽提后化学修饰
（如酶性或化学性降解等）。 完全去除样品中的核酸和某些干扰蛋白。 尽量去除起干扰作用的高丰度或无关蛋白，从而保证
Amount 4.1ml of 8.5 stock or 2.1g urea in 3ml H2O 760mg
50ul of 200mM TBP stock
200mg See table 10ul of 0.1% stock To 5ml
Multiple surfactant solution preparation 经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用
IPG pH Range 3-10 4-7
第三步：用含复合表面活性剂的蛋白溶解液，最后抽 提前两次抽提后不能溶解的膜蛋白约占整个样品的 11%（W/W）。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
增加样品溶解性的手段
变性剂：通过改变溶液中的氢键结构使蛋白质充分伸 展，将其疏水中心完全暴露，降低接近疏水残基的能 量域。其典型代表是尿素和硫尿。
双向电泳分析中的样品制备
制备原则：
应使所有待分析的蛋白样品全部处于溶解状态（包括 多数疏水性蛋白），且制备方法应具有可重现性。
防止样品在聚焦时发生蛋白的聚集和沉淀。 防止在样品制备过程中发生样品的抽提后化学修饰
（如酶性或化学性降解等）。 完全去除样品中的核酸和某些干扰蛋白。 尽量去除起干扰作用的高丰度或无关蛋白，从而保证
Amount 4.1ml of 8.5 stock or 2.1g urea in 3ml H2O 760mg
50ul of 200mM TBP stock
200mg See table 10ul of 0.1% stock To 5ml
Multiple surfactant solution preparation 经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用
IPG pH Range 3-10 4-7
《双向电泳》PPT课件
Analytical Load (silver staining)
Preparative Load (Coom staining)
7cm 10~100 g /125 l 200~500ug/125 l
11cm 17cm
50~200 g /185 l 250~1000ug/185 l
100~300 g/300 l 1~3mg/300 l
pH 10
Second Dimension:
SDS Polyacrylamide Gel Electrophoresis in discontinuous gradient gel
pH 3
pH 10
pH 3
Separation acc. to Isoelectric Points (charge)
Separation acc. to Molecular Weight (mass)
IPG IEF 中pH梯度的选择
常用方法： • 先宽后窄 • 先线性后非线性 • 先短后长
凝胶的图像处理分析和典型流程
• 凝胶图像的扫描： • 图像加工： • 斑点检测和定量： • 凝胶配比： • 数据分析： • 数据呈递和解释： • 2-DE数据库的建立：
LCM-DIGE (cy3-Lgreen, cy5-Kred)
固相pH梯度
为拥有CH2=CH-CO-NH-R结构的8种丙烯 酰胺衍生物系列，其中R包含羧基或叔氨基团， 它们构成了分布在pH3~10不同值的缓冲体系。
不产生阴极漂移、PH梯度稳定、分辨率高、重复性好。
第二向：SDS-PAGE
• 同普通SDS-PAGE类似。 • 一般在垂直电泳系统中无需浓缩胶，因为在
• 2. 对于某ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ抗体而言，其质量衡量指标主要有_______、______ _和________。
课用双向电泳技术共73页PPT
课用双向电泳技术
26、机遇对于有准备的头脑有特别的 亲和力 。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯 潘。
▪
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
73
26、机遇对于有准备的头脑有特别的 亲和力 。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯 潘。
▪
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
73
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5
利用双向电泳可以分辩出5000—10000个蛋白质组 分
分离得到的蛋白质组分纯度达到90%以上，可以 稳定地保存在凝胶上
2020/12/09
6
注意
双向电泳分离的结果使蛋白质点而不是条带。 根据
Cartesin坐标系统，从左到右是pI的增加，从下到上是分子
质量的增加。
PI增加
分 子 质 量 增 加
2020/12/09
7
PPT精品课件
谢谢观看
Thank You For Watching
8
蛋白质双向电泳技术
—— 基本原理
2020/12/09
姓 名：郭吉星 学 号：2010103024 任课老师：祝建波 教授
双向电泳 技术
双向电泳（two-dimensional gel electrophoresis, 2-DE） 是一种分析从细胞、组织或其他生物样本中提取 的蛋白质混合物的有力手段，是目前唯一能将数 千种蛋白质同时分离与展示的分离技术，其高分 辨率、高重复性和兼具微量制备的性能是其他分 离方法所无与伦比的。双向电泳技术、计算机图 像分析与大规模数据处理技术以及质谱技术被称 为蛋白质组研究的三大基本支撑技术。
2020/12/09
4
第二向SDS-PAGE
SDS-PAGE是利用SDS使蛋白质变性，多肽链 变成长棒状，不同长短肽链间短轴基本相等，长 轴长度与肽链长度成正比。SDS与蛋白质形成复 合物，并且按1.4gSDS与1g蛋白质等比例结合（相 当于两个氨基酸残基结合一分子的SDS）使之带 上大量负电荷
2020/12/09
2020/12/09
2
双向电泳技术
第一向按蛋白质等电点的不同，每个蛋白质分子 沿pH梯度迁移至与其等电点相等的位置
第二向根据分子量大小用SDS-PAGE进行分离
2020/12/09
3
第一向等电聚焦电泳
将蛋白质根据其等电点在pH梯度胶内 （载体两性电解质pH梯度或固相pH梯度） 进行等电聚焦，即按照它们等电点的不同 进行分离。