梯度膠電泳——蛋白條帶為何越跑越銳利

點擊次數（shù）： 更新（xīn）時間：2024-04-30

還有兩個月就要迎來畢業季，各位準碩士、準博士們想必已經做完了實驗，正在整理數據，全力準備答辯，在這裏預祝（zhù）各位準（zhǔn）畢業生們畢業順利。

做了多年WB實驗的同學們想必非常熟（shú）悉SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳（SDS-PAGE）了。在傳統的SDS-PAGE中，欧美91成人网（men）按傳統方式配（pèi）製分層凝膠，先向膠板（bǎn）中灌入分層膠（jiāo），待（dài）分層膠凝固之後再（zài）向其中加入濃縮膠，插上用於分隔上樣孔的梳子之後等待濃縮膠凝固之後便可以使用。凝固的聚丙烯酰胺形成了一張三維立體的網，網眼的疏（shū）密與凝膠（jiāo）的密度相關，濃度越（yuè）高，網眼（yǎn）越密集，蛋白電泳的速度越慢（màn）。蛋白先從濃縮膠（jiāo）中經（jīng）過，濃縮膠中的pH值（zhí）較低，各種（zhǒng）不同大小的蛋白以相近的速度泳動，並不斷堆疊壓縮，待條帶寬度被壓縮到合適的程度，再進入分離膠中，分（fèn）離膠的pH值較高，SDS-蛋白複合物根據分子量的大小帶上均勻的負電荷，每單位分子量所受的電（diàn）場力是相當的，因此在電泳中以（yǐ）分子量大小為基準分離成各個（gè）條（tiáo）帶，並基（jī）本保（bǎo）持了濃縮膠壓（yā）縮之後的形狀。

分層膠電泳原理示意

當我（wǒ）們使用分層膠進行電泳時，電（diàn）壓通常不能（néng）過大，電泳（yǒng）的總產熱量正比（bǐ）於（yú）電壓的（de）平方，而過熱會導致條（tiáo）帶的寬度變寬，與背（bèi）景的對比度（dù）降低，進而降（jiàng）低條帶的分辨（biàn）率。所以分層膠電泳通常是比（bǐ）較緩慢的，一般（bān）需（xū）要（yào）90分鍾或以上的時間。並且需要根據不同大小的蛋（dàn）白使用各種不同濃度的聚丙（bǐng）烯酰胺凝膠（jiāo）。

那麽欧美91成人网有辦法在提高（gāo）電壓（yā）加快電（diàn）泳速度的同時還（hái）能夠使（shǐ）條（tiáo）帶（dài）壓縮得更好，分辨率更高嗎？使用（yòng）梯度膠不失為一種好辦法。

垂直電泳中梯度膠是指從上到下聚丙烯酰胺濃度不斷增大的凝膠，常用的（de）梯度膠濃度範（fàn）圍為（wéi）4~12%、4~15%、4~18%及4~20%。梯度（dù）膠（jiāo）可以將（jiāng）不同大小（xiǎo）的蛋白均勻地分離開，4~20%的梯度膠可以覆蓋（gài）絕大多數常（cháng）見的蛋白電泳分離需求，將不同（tóng）大小的蛋白在不同濃度的區域進行分離。除了有利於廣分子量範圍的蛋白條帶分離，梯度膠還（hái）有一個重（chóng）要（yào）的性質——蛋白條（tiáo）帶（dài）的自壓縮。

不知道各位讀者有沒有見過海浪，仔細觀察會發現（xiàn）海（hǎi）浪的形狀幾（jǐ）乎總是和（hé）海（hǎi）岸基（jī）線的形（xíng）狀相同的，近岸的海浪總是平行於海岸的。

海岸邊一波波湧來的海浪

這是由於海浪作為有限（xiàn）振（zhèn）幅波，其（qí）運動速度與海水的深度相關，因為海水越淺，波的振動（dòng）與傳播受到海底（dǐ）泥沙（shā）砂石等固體的影響，就會越慢。當海浪靠近海岸（àn）時，前排的海浪會受到越來越淺（qiǎn）的海水的影響，移動速度逐漸降低，後續的海浪則會縮短與前排海浪的距離，直到它（tā）們的（de）波前重疊在一（yī）起，此時海浪的波前線的形狀就（jiù）與海水的等深線重合，也與海岸基線重合（hé）（因為通常離海岸（àn）基線越遠的海（hǎi）水越（yuè）深）。

海浪由於越來越大的（de）運行阻力而不斷重疊，與海岸基線保持平行（háng）的現象，和梯度膠中（zhōng）蛋白自壓縮的現象頗為相似。梯度膠中蛋白從上到下電泳，不斷從阻（zǔ）力較小的低濃度區域泳動至阻力較大的高濃度區域，並不斷被減速，此時（shí）相同大小的蛋白所形成的較寬的條帶（dài）中，靠後的蛋（dàn）白（bái）處於濃度較低的區域（yù）中，泳動速（sù）度較快，而靠前的蛋白則位於濃度較（jiào）高的（de）區域（yù）中，泳動速度較慢，隨著電泳的持續進行，靠後的蛋白就（jiù）會縮短與靠前的蛋白的距離，直到與（yǔ）其重（chóng）疊，此時條帶的形狀與梯（tī）度膠的等濃（nóng）度線重合，條帶（dài）也被壓縮到非常窄的區域內。

這便是梯度膠電泳中的蛋白條帶自壓縮現象。由於自壓縮所帶來的全程（chéng）壓縮，梯度膠可以不用灌製濃縮膠（當然（rán）也可以結合濃縮膠和梯度膠（jiāo）來進一步提高壓縮效果），並全程使用200V或以上的高電壓進行電泳，電泳時間（jiān）也可以縮短到50min左右，與此同時也能夠保持較好的（de）條帶寬度、對比度，電泳（yǒng）條帶銳利清晰，提高蛋白條帶（dài）的分辨率。

在實驗室中手動（dòng）灌製梯度膠是比較困難的，所以各位讀者可以選用（yòng）中科通儀自動梯度製膠儀進行製作，一鍵灌裝，省心省力，助力（lì）您的科研事業。

中科（kē）通儀（yí）自動（dòng）梯（tī）度製（zhì）膠儀

4~18%梯（tī）度膠電泳效果示意圖

上文中通過海浪給各位讀者一個形（xíng）象描述梯度膠自壓縮特性的方式（shì），其實類似的（de）現象在很多情況中都有（yǒu）發生，有時未必是好事（shì），譬如在戰鬥（dòu）機以亞音速（sù）飛行的過程中，戰鬥（dòu）機機頭（tóu）推動空氣在機身（shēn）前方（fāng）形（xíng）成了一個空（kōng）氣（qì）的高壓區，機身高速運動（dòng）所（suǒ）發出的各種噪聲以密度波的形式以聲速向前方傳播，而高壓區中（zhōng）的當地聲速高於機頭高（gāo）壓區（qū）更（gèng）前方還未被擾動的（de）空氣中的（de）聲速，此時不斷因為速度更快而追（zhuī）上機頭高壓區的（de）聲波便堆積形（xíng）成了一堵以聲速運（yùn）動、高溫高（gāo）壓的空氣牆，也就是（shì）所謂的音障（zhàng），這極大地阻礙了戰鬥機的進一步提速，同時也（yě）會對機（jī）身的材（cái）料及結構剛性提出更高要（yào）求。

即將突（tū）破音障的超（chāo）音速戰機

從亞音速飛行的戰鬥機前方的音障，到平行於海岸傳播的海浪，再到梯度（dù）膠中自壓（yā）縮的蛋白條帶，物理學的原理無分大（dà）小，規製著整個物質世界的（de）運行。

感謝各位讀者（zhě）的閱讀，再次預祝各位準畢業生們順利畢業，前（qián）方一路坦途。

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