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蛋白質SDS-PAGE電泳是分子生物學實驗室最核心的技術之一,其成功與否直接影響后續分析(如Western Blot)的結果。以下是一份詳盡的注意事項清單,涵蓋了從樣品準備到凝膠染色的全流程,以及常見問題排查。
一、實驗前的核心原則
1、還原與變性:確保蛋白質變性并打開二硫鍵,這是SDS-PAGE成功的基礎。使用含SDS(變性劑)和β-巰基乙醇或DTT(還原劑)的loading buffer,并充分煮沸(通常95-100℃,5-10分鐘)。
2、負電荷均一化:SDS與蛋白質結合(每克蛋白質結合約1.4g SDS),使其帶上均勻的負電荷,從而讓遷移率主要取決于分子量。
3、安全重要性:丙烯酰胺單體是神經毒物,操作時應戴手套,并在通風櫥/操作臺內配制。實驗后洗手。
二、實驗流程分步注意事項
A、樣品制備階段
1、蛋白濃度測定:準確測定蛋白濃度至關重要。上樣量過高會導致條帶過寬、拖尾、甚至堵塞凝膠;過低則條帶信號弱。建議進行預實驗確定良好上樣量(通常10-100 µg/泳道,細胞裂解液約20-40 µg)。
2、Loading Buffer:
使用新鮮的還原劑(DTT/β-巰基乙醇),因其易被氧化失效。
煮沸后需短暫離心(~10秒),將管內壁冷凝水離心下來,避免上樣體積不準確。
煮沸后的樣品可立即上樣,或-20℃/-80℃保存。長期凍存的樣品在上樣前建議再次煮沸離心。
3、對照品:
預染蛋白Marker:用于實時監控電泳進程和估算分子量。
內參蛋白(如β-actin、GAPDH):用于評估上樣均一性和實驗穩定性。
B、凝膠配制階段
1、清洗制膠器具:玻璃板、梳子、間隔條需洗凈并晾干或用ddH?O潤洗,防止凝膠中出現雜質或產生氣泡。
2、充分混勻:加入TEMED(催化劑)后,需立即充分混勻灌膠,因為聚合反應迅速開始。
3、避免氣泡:
沿玻璃板一角或使用移液器穩定注入分離膠溶液。
灌膠后,立即在上面輕輕加一層水封(異丙醇或ddH?O),壓平膠面并隔絕氧氣(氧氣會抑制聚合)。
4、聚合時間:室溫(約30分鐘)聚合一致。倒掉水封層后,用濾紙邊緣吸干殘留液體,但切勿觸碰膠面。
5、濃縮膠與加樣孔:
灌入濃縮膠后,立即平穩插入梳子,避免產生氣泡。
確保梳子水平插入,保證上樣孔深度一致,否則上樣時樣品會溢出。
C、上樣與電泳階段
1、電泳緩沖液:使用1× SDS-PAGE Running Buffer(Tris-Glycine-SDS)。內槽(上下槽)緩沖液不要混用,因為上槽緩沖液在電泳過程中pH會發生變化。建議不要重復使用緩沖液。
2、拔梳子:垂直向上平穩拔出梳子,避免撕裂加樣孔。拔完后,用注射器或移液器吸取電泳緩沖液輕柔沖洗加樣孔,去除未聚合的丙烯酰胺和碎片。
3、上樣技巧:
將樣品吸至加樣孔底部,緩慢推出,避免樣品飄出孔外或沖散鄰孔樣品。
4、留出空泳道:在兩側或樣品間上樣1× loading buffer作為空白對照,防止邊緣效應導致樣品條帶彎曲。
5、電泳參數:
濃縮階段(積層):使用低電壓(如80V),使樣品在濃縮膠中被壓縮成一條窄線。此階段溴酚藍(指示劑)條帶會被壓扁。
6、分離階段:進入分離膠后,調高電壓(如120-150V)。電壓過高可能導致條帶彎曲(“微笑"效應)或發熱過度;過低則耗時長,條帶可能擴散。
7、監控:觀察預染Marker的分離情況和溴酚藍的位置。當溴酚藍遷移至凝膠底部約0.5-1 cm時,即可停止電泳。
D、染色與脫色階段
1、剝離凝膠:小心撬開玻璃板,根據Marker指示切下目標區域凝膠。操作時戴手套,防止污染和燙傷(如果使用熱敏染色法)。
2、染色方法選擇:
考馬斯亮藍染色:快速、經濟,靈敏度較低(~100 ng)。
銀染:靈敏度高(~1 ng),但步驟繁瑣,背景控制要求高。
熒光染色(如SYPRO Ruby):靈敏度介于兩者之間,兼容質譜分析,無甲醇毒性。
3、關鍵點:
固定:染色前通常需要用甲醇/乙酸溶液固定蛋白質,防止其在后續步驟中擴散。
脫色:考馬斯亮藍染色后,需用脫色液(甲醇+乙酸+水)反復漂洗至背景干凈、條帶清晰。
保存:脫色后的凝膠可拍照,并保存在4℃的ddH?O或7%乙酸溶液中。
三、黃金法則總結
1、制膠要均,上樣要準,電泳要穩。
2、保持試劑新鮮,尤其是APS、TEMED和還原劑。
3、時刻注意溫度控制:樣品制備在冰上,電泳過程防止過熱。
4、做好對照實驗:Marker、陽性對照、陰性對照、內參對照缺一不可。
5、耐心細致:SDS-PAGE是基礎但精細的技術,每一步的微小失誤都可能影響最終結果。
遵循以上注意事項,將能極大提高SDS-PAGE實驗的重現性和成功率,為后續的蛋白功能研究打下堅實基礎。