仪器分析电泳技术

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2011-1-27
2)加样与电泳 蛋白质样品在加样前需要和样品 缓 ) 冲液混合并煮沸5min,使蛋白质发生溶解、变 冲液混合并煮沸 ,使蛋白质发生溶解、 性。样品缓冲液中的甘油使样品溶液的密度变 避免加样后样品上漂; 巯基乙醇使蛋白 大,避免加样后样品上漂;2-巯基乙醇使蛋白 质 中的二硫键断裂,并不再形成新的二硫键, 中的二硫键断裂,并不再形成新的二硫键,溴 酚蓝是指示剂,显示电泳前沿线的位置。 酚蓝是指示剂,显示电泳前沿线的位置。将制 胶板中的密封教条除去,装入电泳槽, 胶板中的密封教条除去,装入电泳槽,在正负 极水槽中加入电极缓冲液, 极水槽中加入电极缓冲液,将预处理后的蛋白 质样品加入对应的梳空,装好电泳槽, 质样品加入对应的梳空,装好电泳槽,接好电 开始电泳。 源,开始电泳。施加在每块胶板上的电流强度 应该在30mA左右。 左右。 应该在 左右
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(三)转移电泳
2、试剂和仪器 转移电泳槽、转移缓冲液 转移电泳分槽式和半干式两种,由于半 干式转移有方便、快速和费用低等特点逐 渐成为人们主要选择的方法。
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(四)双向电泳
电泳技术
一、基本原理 二、电泳类型 三、操作规程
一、基本原理
电泳:在溶液中, 电泳:在溶液中,带电粒子在外加电场的作 用下向相反电极移动的现象叫做电泳。 用下向相反电极移动的现象叫做电泳。 电泳分离方法主要就是根据大分子的分子量 及电性差异将大分子在电场中彼此分来的。 及电性差异将大分子在电场中彼此分来的。 简单的说, 简单的说,这些带电粒子在电泳时的迁移率 与粒子所带的电荷量成正比, ,与粒子所带的电荷量成正比,与分子量大 小成反比。 小成反比。
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(2)BIO(2)BIO-RAD 水平电泳仪操作规程
1)打开电源 插上电泳仪电源,打开右侧面后部开关。主面板指示灯亮。 2)参数设置 电泳仪技术参数如下,在电泳仪使用时不要超过额定值。 最大电压:300 V 最大电流:400 mA 最大功率:75 W 最大时间:999 min 按下电泳仪主面板上“V/A Constant”按纽,进行恒压或恒流模式选择, “V”和 “A”上的指示灯来回切换,同时数显面板左方的“V”“mA”灯也 跟着切换。 恒压模式时,切换到“V”灯亮后,通过“+”和“-”进行调节电压数值 到 需要值。 恒流模式时与上一致。切换到“A”灯亮,设置所需电流值。 按下数显面板左方的“V/mA/时钟”按纽到时钟旁灯亮,可通过“+”“-” 调节设置时间值。 3)接上电泳槽电源线。意红色线插红色接口,黑色线插黑色接口。 4)按下“run/pause”按纽,“run”上的灯亮时开始电泳。 5)电泳过程中按下“V/mA/时钟”按纽可以当前运行电流电压和时间参数。 6)电泳过程中,可以按下“run/pause”按纽暂停电泳和继续电泳。 7)电泳完成后,按下“stop”按纽停止电泳。
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5、结果与讨论 、 1)制胶与实验结果重复性的关系:由于每 )制胶与实验结果重复性的关系: 次制胶时这种试剂量的加入量有误差, 次制胶时这种试剂量的加入量有误差, 采用一次配制多块胶板的方法可大大提 高实验的重复性。 高实验的重复性。 2)样品分子量与凝胶浓度的关系:目标蛋 )样品分子量与凝胶浓度的关系: 白质的分子量较大时, 白质的分子量较大时,应采用浓度较低 的凝胶,以获得较高的分辨率;反之, 的凝胶,以获得较高的分辨率;反之, 对分子量较小的蛋白质, 对分子量较小的蛋白质,应采用浓度较 高的凝胶。 高的凝胶。
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二、电泳类型
(二)琼脂糖凝胶电泳 (三)转移电泳 (四)双向电泳
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(一)聚丙烯酰胺凝胶电泳
1、概述 、 聚丙烯酰胺凝胶是由丙稀酰胺和交联剂甲 叉双丙稀酰胺在催化剂的作用下聚合交联 成含有酰胺基侧链的脂肪族大分子化合物。 成含有酰胺基侧链的脂肪族大分子化合物。 在聚丙烯酰胺凝胶电泳中SDS-聚丙烯酰 在聚丙烯酰胺凝胶电泳中 聚丙烯酰 胺凝胶电泳是对蛋白质及小分子核酸进行 量化、比较和特性鉴定的一种快速方法。 量化、比较和特性鉴定的一种快速方法。 在蛋白质样品中加入SDS后,所有的蛋白 在蛋白质样品中加入 后 质分子都与SDS结合并带有负电荷,因此 结合并带有负电荷, 质分子都与 结合并带有负电荷 蛋白质在电场中的移动主要取决于蛋白质 分子量的大小, 分子量的大小,而于蛋白质本身的等电点 无关。 无关。
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3)染色与脱色 电泳结束后,分离玻璃板,取出 ) 电泳结束后,分离玻璃板, 凝胶进行染色, 凝胶进行染色,可将无色的凝胶直接放入考 马氏亮蓝中振荡染色约1h,再转入脱色液中 马氏亮蓝中振荡染色约 , 脱色。脱色过程中需要更换3~ 次脱色液 脱色。脱色过程中需要更换 ~4次脱色液 (如果在脱色液中加入海绵和泡沫碎片以吸附 染液中的考马氏亮蓝, 染液中的考马氏亮蓝,可加快脱色速度并且 可不必更换脱色液)。经染色、 )。经染色 可不必更换脱色液)。经染色、脱色后可得 到条带清晰的凝胶, 到条带清晰的凝胶,在有图象记录和分析的 条件下, 条件下,可用凝胶成像系统对凝胶进行数字化 成像、储存及定量分析。 成像、储存及定量分析。
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4、注意事项 、
1)设置电泳参数时不要超过其能达到的额定值。 )设置电泳参数时不要超过其能达到的额定值。 2)电泳时电源线正负极不要插反(黑色线对应黑 )电泳时电源线正负极不要插反( 色插口,红色线对应红色插口)。 色插口,红色线对应红色插口)。 3)电泳槽放置时一定要电源线的一面朝上放置, )电泳槽放置时一定要电源线的一面朝上放置, 以免向下放置时折断电源线。 以免向下放置时折断电源线。 4)电泳仪可以同时接四个电泳槽,如同时接多个 )电泳仪可以同时接四个电泳槽, 电泳槽,应同时接上开始电泳。 电泳槽,应同时接上开始电泳。
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(二)琼脂糖凝胶电泳
1、概述 、 聚丙烯酰胺凝胶电泳对于分离生物 大分子具有较高的分辨率, 大分子具有较高的分辨率,但由于核酸分 子比蛋白质分子大得多, 子比蛋白质分子大得多,只能采用有较大 孔径的琼脂糖凝胶来分离核酸。 孔径的琼脂糖凝胶来分离核酸。由于核酸 分子本身中含有大量的磷酸根, 分子本身中含有大量的磷酸根,所以核酸 带有负电荷,在电场中会向正极移动。 带有负电荷,在电场中会向正极移动。
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3)凝胶聚合时间长短与凝胶质量的关系: )凝胶聚合时间长短与凝胶质量的关系: 凝胶的聚合应该在30~60min内完成,聚 凝胶的聚合应该在 ~ 内完成, 内完成 合太快凝胶不均匀,太慢则浪费时间。 合太快凝胶不均匀,太慢则浪费时间。 聚合的快慢可以增减TEMED(四甲基乙 聚合的快慢可以增减 ( 二胺)的加入量来改变。 二胺)的加入量来改变。 4)电泳的快慢与电流之间强弱的关系:电 )电泳的快慢与电流之间强弱的关系: 流强时电泳速度加快, 流强时电泳速度加快,但产热较多影响 奋力效果;电流过低时产热虽少, 奋力效果;电流过低时产热虽少,但对 蛋白质游离不利。 蛋白质游离不利。常用的电流强度应该 是每块胶板30mA左右。 左右。 是每块胶板 左右
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5、结果和讨论 、 由于通常在凝胶缓冲液中加入了荧光物 质溴化乙锭,荧光在254nm波长的紫外光照射 质溴化乙锭,荧光在 波长的紫外光照射 下产生红色荧光,可在紫外光下照相, 下产生红色荧光,可在紫外光下照相,或者采 用图像记录系统储存试验结果。 用图像记录系统储存试验结果。 琼脂糖凝胶电泳的制胶过程比聚丙烯酰 胺凝胶电泳要简单得多。琼脂糖浓度得选择与 胺凝胶电泳要简单得多。 聚丙烯酰胺凝胶电泳类似, 聚丙烯酰胺凝胶电泳类似,即在分离分子量较 大的核酸时,应选用较小的琼脂糖浓度;反之, 大的核酸时,应选用较小的琼脂糖浓度;反之, 则选用较大的琼脂糖浓度。 则选用较大的琼脂糖浓度。
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2、试剂 、 丙稀酰胺溶液中含有甲叉双丙稀酰胺 过硫酸铵(聚合的引发剂) 过硫酸铵(聚合的引发剂) 四甲基乙二胺是加速剂, 四甲基乙二胺是加速剂,可加快聚合的速度
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3、仪器 、 垂直板电泳槽和电泳仪
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4、操作步骤 、
1) 倒制胶板 首先选择凝胶的浓度,高浓度凝胶的 孔径较 ) 首先选择凝胶的浓度, 小 对于小分子量的蛋白质有较高的分辨率, 对于小分子量的蛋白质有较高的分辨率,相反低浓度的凝胶 对于大分子量的蛋白质有较高的分辨率。 对于大分子量的蛋白质有较高的分辨率。将两玻璃板密封 将所需浓度的分离胶溶液按比例加入烧杯混匀。 好,将所需浓度的分离胶溶液按比例加入烧杯混匀。倒入密 封好的玻璃板间隙中(如果采用倒胶槽, 封好的玻璃板间隙中(如果采用倒胶槽,可将胶液直接倒入 倒胶槽)用少量正丁醇覆盖液面,以隔绝空气, 倒胶槽)用少量正丁醇覆盖液面,以隔绝空气,并产生整齐 的上液面(注意:由于丙稀酰胺是神经毒, 的上液面(注意:由于丙稀酰胺是神经毒,在制胶过程中需 要戴手套,凝胶聚合后则不再有毒性),胶液的聚合大约需 要戴手套,凝胶聚合后则不再有毒性),胶液的聚合大约需 ), 要半小时, 要半小时,随后倒掉胶板上沿的液体并加入配置好的浓缩胶 溶液,插入梳子,聚合后移去梳子。 溶液,插入梳子,聚合后移去梳子。
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(三)转移电泳
1、概述 、 SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳的主要功能是将混 聚丙烯酰胺凝胶电泳的主要功能是将混 离成可观察的条带, 合的蛋白质样品分 离成可观察的条带,但如果需 要用特定抗体在凝胶中寻找特异的蛋白质条带或 需要切割下某一条带进行氨基酸序列分析, 需要切割下某一条带进行氨基酸序列分析,在凝 胶上操作就极为不方便, 胶上操作就极为不方便,这时就需要将所有蛋白 质转移或印记到硝酸纤维素膜上, 质转移或印记到硝酸纤维素膜上,这一过程叫做 蛋白质转移电泳,也叫做蛋白质印记。 蛋白质转移电泳,也叫做蛋白质印记。 在电场作用下, 在电场作用下,带负电荷的蛋白质分子向正 极移动,在转移膜的表面沉积下来, 极移动,在转移膜的表面沉积下来,转移到膜上 的蛋白质条带的分布形式与原来的凝胶中的蛋白 质分布形式完全一样。 质分布形式完全一样。
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(一)聚丙烯酰胺凝胶电泳
为了增加分辨率通常采用不连续凝胶体系, 为了增加分辨率通常采用不连续凝胶体系, 该体系是由浓缩胶、分离胶两部分组成。 该体系是由浓缩胶、分离胶两部分组成。 浓缩胶与分离胶由于有不同的凝胶浓度和 缓冲液pH值 缓冲液 值,蛋白质样品在浓缩胶中受 到浓缩效应、 到浓缩效应、电荷效应和分子筛效应的影 可被浓缩成一条极为狭窄的条带, 响,可被浓缩成一条极为狭窄的条带,因 此当蛋白质样品进入分离胶时就形成了彼 此分离的清晰条带,大大提高了分辨率。 此分离的清晰条带,大大提高了分辨率。
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(二)琼脂糖凝胶电泳
2、试剂和仪器 、 水平电泳槽、 水平电泳槽、电泳仪 溴化乙锭是荧光染料与核酸结合后在紫外 线照射下可产生橙红色荧光, 线照射下可产生橙红色荧光,由于溴化乙 锭有潜在的致癌性,操作时需要戴手套。 锭有潜在的致癌性,操作时需要戴手套。
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3、操作方法 、 (1)含有琼脂糖的缓冲液经微波炉加热后 ) 被溶解,倒入制胶系统中,插入梳子, 被溶解,倒入制胶系统中,插入梳子,琼 脂糖凝固后,拔掉梳子, 脂糖凝固后,拔掉梳子,将塑料托盘放入 电泳槽,加入缓冲液, 电泳槽,加入缓冲液,经加样后即可接通 电源进行电泳。 电源进行电泳。
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二、电泳类型
(一)聚丙烯酰胺凝胶电泳 电泳支持介质分类 第一类: 第一类:纸、醋酸纤维素膜 分离原理: 分离原理:基于蛋白质的电荷密度 分辨率: 分辨率:较低 第二类:淀粉、琼脂糖、 第二类:淀粉、琼脂糖、 聚丙烯酰胺(分辨率高,机械强度好) 聚丙烯酰胺(分辨率高,机械强度好) 分离原理: 分离原理:分子筛效应 分辨率: 分辨率:较高
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