蛋白质电泳技术的种类有哪些,其原理和实验方法是什么?

    蛋白质电泳技术是一种在电场作用下,使蛋白质沿电泳介质移动的技术。蛋白质的移动速度与其大小、电荷和形状有关。以下是一些常用的蛋白质电泳技术及其原理和实验方法:

     

    一、连续系统SDS-PAGE (Sodium Dodecyl Sulfate Polyacrylamide Gel Electrophoresis)

     

    1.原理

    SDS是一种阴离子表面活性剂,能与蛋白质结合,使其呈线性并赋予负电荷。在电场下,SDS结合的蛋白质主要按大小迁移,与其原始电荷无关。

     

    2.实验方法

    • 样品准备:蛋白样品用含SDS的缓冲液混合,煮沸5分钟。
    • 加载样品:将样品加入聚丙烯酰胺凝胶中的样品槽。
    • 电泳:应用恒定电压进行电泳,使蛋白向阳极迁移。
    • 染色与脱色:用考马斯亮蓝或银染液染色,再进行去色以观察带。

     

    二、不连续系统SDS-PAGE

     

    1.原理

    与连续系统相似,但具有两种不同浓度的凝胶:分集凝胶和分离凝胶。这种设计使蛋白在进入分离凝胶之前被“集中”在一起,从而提高了分辨率。

     

    2.实验方法

    与连续系统类似,但制备时需要注意两层凝胶的制备。

     

    三、Native-PAGE

     

    1.原理

    不使用SDS,因此蛋白在电场中的迁移速度与其大小、电荷和形状都有关。

     

    2.实验方法

    基本步骤与SDS-PAGE相似,但不加SDS。染色方法也相似。

     

    四、Blue Native-PAGE

     

    1.原理

    类似于Native-PAGE,但使用考马斯亮蓝作为非特异性染料,使蛋白呈负电荷。

     

    2.实验方法

    与天然PAGE类似,但加入考马斯亮蓝。

     

    五、二维电泳 (2D-PAGE)

     

    1.原理

    二维电泳结合了两种蛋白质分离技术。第一维是等电点聚焦(IEF),根据蛋白的等电点(pI)进行分离;第二维是SDS-PAGE,根据蛋白的分子量进行分离。这种组合使得蛋白可以在二维平面上被高度分离。

     

    2.实验方法

     

    第一维 - IEF:

    • 将蛋白样品加载到一个pH梯度的聚丙烯酰胺凝胶条上。
    • 应用电压。蛋白会根据其等电点在pH梯度中移动并定位。
    • 完成IEF后,整个凝胶条常会在降低pH的一端进行简短的SDS处理,使蛋白质线性化并赋予它们均一的负电荷。

     

    第二维 - SDS-PAGE:

    • 将处理过的IEF凝胶条放在SDS-PAGE凝胶的顶部,并用凝胶封住。
    • 进行SDS-PAGE电泳,使蛋白质根据其分子量垂直于第一维进行迁移。

     

    染色与图像分析:

    • 对二维电泳后的凝胶进行染色(如Coomassie蓝或银染)。
    • 使用扫描仪或专用的图像采集设备捕获图像。
    • 用专用软件进行分析,确定蛋白质的定位、大小和丰度。

     

    六、等电点聚焦 (IEF)

     

    1.原理

    IEF是一种电泳技术,根据蛋白质或其他分子的等电点 (pI) 进行分离。在此pI上,蛋白的净电荷为零,因此在电场中不再迁移。IEF使用一个pH梯度,使分子迁移到它们的等电点并在那里“聚焦”。

     

    2.实验方法

    • 使用特殊的化学试剂制备pH梯度。这些化学试剂被称为"carrier ampholytes"。
    • 将样品加载到含有pH梯度的聚丙烯酰胺凝胶中。
    • 施加电压。蛋白会在pH梯度中迁移,直到它们达到它们的等电点并停止移动。
    • 通常,完成IEF后,可以进行SDS-PAGE或其他二维电泳技术进一步分离。

     

    七、电泳胶中的等电点聚焦 (cIEF)

     

    1.原理

    cIEF是IEF的一个变种,主要区别在于pH梯度的建立。在cIEF中,pH梯度是通过在聚丙烯酰胺凝胶中电泳一组预选的carrier ampholytes来产生的。

     

    2.实验方法

    • 将含有carrier ampholytes的样品加载到电泳毛细管或聚丙烯酰胺凝胶中。
    • 通过施加电压,carrier ampholytes迁移并建立pH梯度。
    • 在此pH梯度中,蛋白质或其他分子会迁移到它们的等电点并在那里“聚焦”。
    • 一旦完成,可以使用UV或其他检测方法来检测聚焦的带。

     

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    相关服务:

    二维凝胶电泳服务

    基于SDS-PAGE的蛋白分离

    1D SDS-PAGE和IEF服务

    2D Blue Native/SDS-PAGE复合物分析服务

    蛋白质免疫印迹和电转移服务

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