蛋白电泳使用教程

更新时间：2025-12-31 18:15:25 类型：教程说明阅读量：40

导读：它能够根据蛋白质的分子量、电荷等特性，将其在电场中进行有效分离，从而实现对蛋白质的定性、定量以及进一步研究。本文将深入探讨蛋白电泳的原理、关键步骤与应用，为实验室、科研、检测及工业从业者提供一份详实的参考。

蛋白电泳：分离与分析的精密技术

在生命科学、药物研发、食品安全检测等众多领域，蛋白电泳作为一种核心的分离与分析技术，扮演着至关重要的角色。它能够根据蛋白质的分子量、电荷等特性，将其在电场中进行有效分离，从而实现对蛋白质的定性、定量以及进一步研究。本文将深入探讨蛋白电泳的原理、关键步骤与应用，为实验室、科研、检测及工业从业者提供一份详实的参考。

蛋白电泳的基本原理

蛋白电泳的本质是利用带电的蛋白质分子在电场中向相反电极迁移的特性进行分离。迁移速度受多种因素影响：

电场强度 (E)：电场越强，迁移速度越快。
分子量 (M)：分子量越大的蛋白质，在相同电场强度下迁移速度越慢。
电荷 (q)：蛋白质的净电荷决定了其迁移方向。
介质阻力 (η)：凝胶的孔隙度和缓冲液的粘度会影响迁移速度，孔隙越小，阻力越大，迁移越慢。

SDS-PAGE：常用的蛋白电泳方法

聚丙烯酰胺凝胶电泳 (Polyacrylamide Gel Electrophoresis, PAGE) 是蛋白电泳中普遍采用的技术。当结合十二烷基硫酸钠 (Sodium Dodecyl Sulfate, SDS) 时，便成为 SDS-PAGE。SDS 是一种阴离子去污剂，其作用在于：

变性：破坏蛋白质的二级、三级和四级结构，使其成为线性多肽链。
均一化电荷：SDS 能够以大约每两个氨基酸残基结合一个 SDS 分子的比例结合到蛋白质上，使得蛋白质的净电荷与蛋白质分子量呈近乎线性的关系。这样，在电泳过程中，蛋白质的迁移主要取决于其分子量。

SDS-PAGE 的操作流程与关键数据：

步骤	关键点与说明	典型数据/参数
样品准备	蛋白质样品需充分溶解，通常加入 SDS、还原剂 (如 DTT 或 β-巯基乙醇) 和染料 (如溴酚蓝)。还原剂用于破坏二硫键，确保蛋白质完全线性化。	样品浓度：1-20 µg/泳道。裂解缓冲液组成：50-100 mM Tris-HCl (pH 6.8)，2% SDS，10% 甘油，少量还原剂，0.01% 溴酚蓝。
凝胶制备	聚丙烯酰胺凝胶由丙烯酰胺和交联剂 N,N'-亚甲基双丙烯酰胺 (Bis) 在电泳缓冲液中聚合而成。凝胶的孔径大小由丙烯酰胺浓度决定，浓度越高，孔径越小。	分离胶浓度：6-15% (对应分离的分子量范围：~250 kDa - ~10 kDa)。浓缩胶浓度：3-4% (用于样品迁移的初始聚集)。聚合引发剂：TEMED 和 APS。
电泳运行	将凝胶固定在电泳槽中，加入电泳缓冲液，然后将样品和分子量标准品加入样品孔。施加恒定电压或恒定电流进行电泳。	电泳缓冲液：Tris-甘氨酸-SDS 缓冲液 (pH 8.3)。电压：80-150 V (恒压) 或 10-20 mA/条 (恒流)。时间：2-4 小时，直至染料前沿接近凝胶底部。
蛋白染色	电泳结束后，需要将迁移的蛋白质进行可视化。常用的染色方法有考马斯亮蓝染色和银染。	考马斯亮蓝染色：染色液：0.1% 考马斯亮蓝 R-250/G-250，40% 甲醇，10% 乙酸。脱色液：40% 甲醇，10% 乙酸。灵敏度：约 1-10 µg 蛋白。银染：灵敏度：可达 ng 级别，但操作相对复杂。
结果分析	通过与已知分子量标准品比较，可以估算目标蛋白的分子量。通过条带的强度，可以对蛋白进行半定量分析。	分子量标准品：通常包含一系列已知分子量的蛋白片段，用于绘制标准曲线。定量分析：需要结合图像分析软件，计算条带灰度值。

其他重要的蛋白电泳技术

除了 SDS-PAGE，还有许多其他技术用于满足特定的研究需求：

非变性 PAGE (Native PAGE)：在非变性条件下进行电泳，能够保留蛋白质的天然构象和活性，用于研究蛋白质-蛋白质相互作用、酶活性等。
等电聚焦电泳 (Isoelectric Focusing, IEF)：根据蛋白质的等电点 (pI) 进行分离，适用于蛋白质混合物中存在等电点差异较大的情况。
二维电泳 (2D Electrophoresis, 2D-PAGE)：将 IEF 和 SDS-PAGE 结合，实现对蛋白质更精细的分离，常用于蛋白质组学研究。