SDS-PAGE以十二烷基硫酸鈉在變性條件下賦予蛋白近似相同的電荷密度,通過凝膠分子篩效應(yīng)按表觀分子量進(jìn)行分離,是蛋白定性、純度評(píng)估與質(zhì)量控制的基礎(chǔ)技術(shù)。體系對(duì)緩沖配方、凝膠交聯(lián)度、表面活性劑與還原劑純度高度敏感;任一環(huán)節(jié)失配都會(huì)引起條帶彌散、遷移異?;蚨空`差,影響后續(xù)轉(zhuǎn)膜、免疫檢測(cè)與質(zhì)譜分析的準(zhǔn)確性與可重復(fù)性。
一、定義與意義
“適用于SDS-PAGE的試劑”是指圍繞電泳全流程(樣品預(yù)處理—凝膠制備/即用—電泳緩沖—染色/脫色—后續(xù)轉(zhuǎn)膜)進(jìn)行用途化驗(yàn)證的配方體系,涵蓋分離膠/濃縮膠溶液、上樣緩沖液、運(yùn)行緩沖液、還原/烷基化試劑、染色/脫色液與凝膠保存液等。其意義在于:
- 維持遷移行為可預(yù)測(cè):控制離子強(qiáng)度、pH與交聯(lián)度,使條帶位置與分辨率穩(wěn)定。
- 降低背景與條帶偽影:減少雜質(zhì)與聚合副反應(yīng),提升條帶清晰度與信噪比。
- 保留下游兼容性:與轉(zhuǎn)膜(WB)、銀染/考馬斯藍(lán)、質(zhì)譜前處理配伍,便于數(shù)據(jù)貫通。
- 加強(qiáng)批次一致性:在不同批次與不同電泳裝置之間獲得可復(fù)驗(yàn)結(jié)果。
二、關(guān)鍵質(zhì)量要求與檢測(cè)方法
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控制維度
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質(zhì)量要求
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檢測(cè)方法
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技術(shù)意義
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單體純度與抑制物
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丙烯酰胺/交聯(lián)劑高純、低聚合抑制劑
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HPLC/GC-MS;抑制率比對(duì)
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條帶清晰、孔徑均一
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聚合動(dòng)力學(xué)
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凝膠成膠時(shí)間與強(qiáng)度可預(yù)測(cè)
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凝膠成型曲線、機(jī)械強(qiáng)度測(cè)試
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重復(fù)性好、長跑不塌膠
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緩沖體系穩(wěn)定
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pH、離子強(qiáng)度與SDS質(zhì)量受控
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pH/電導(dǎo)測(cè)定;SDS純度檢測(cè)
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遷移率穩(wěn)定、無彎帶
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還原與變性效率
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DTT/β-ME與SDS配比穩(wěn)定
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標(biāo)準(zhǔn)蛋白展開對(duì)比
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分子量判定準(zhǔn)確
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光學(xué)與背景
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染色/脫色本底低、無雜散熒光
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空膠掃描、背景密度評(píng)估
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提高弱條帶可見性
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無酶與微生物
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蛋白酶陰性、低生物負(fù)荷
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酶活性檢測(cè)、平板培養(yǎng)
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保護(hù)樣品完整性
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批次一致性
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功能放行與趨勢(shì)監(jiān)控
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條帶半峰寬/遷移系數(shù)疊合
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跨批對(duì)比與方法轉(zhuǎn)移
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三、常用試劑速查表
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環(huán)節(jié)
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試劑/材料
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備注
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凝膠單體
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丙烯酰胺:甲叉雙丙烯酰胺(Acryl/Bis,典型29:1或37.5:1)
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影響分辨率與凝膠強(qiáng)度
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催化體系
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APS(過硫酸銨)、TEMED
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現(xiàn)配現(xiàn)用
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上樣緩沖
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Laemmli 2×/4×(含SDS、甘油、BPB;可含DTT/β-ME/TCEP)
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控制還原劑帶入干擾
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跑膠緩沖
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Tris-Glycine-SDS或Tris-Tricine(小肽)
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Tricine適合<10 kDa
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SDS
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十二烷基硫酸鈉
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影響條帶形狀與背景
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預(yù)制膠/灌膠溶液
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8–15%均一/梯度膠
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簡化灌膠步驟
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蛋白Marker
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預(yù)染/未染標(biāo)準(zhǔn)Marker
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做批間比對(duì)基準(zhǔn)
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染色/脫色
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Coomassie(R-250/G-250)、速染;銀染
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銀染更敏感但易受污
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樣品還原/烷基化
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DTT/TCEP+IAA/CAA
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過量會(huì)影響遷移
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其他
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甘油、Tris、甘氨酸
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Tris/甘氨酸穩(wěn)定位與電導(dǎo);甘油增密便于上樣
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四、應(yīng)用范圍
1.蛋白質(zhì)分子量測(cè)定與純度分析
以預(yù)染/未染分子量標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)定遷移,讀取表觀分子量;通過主帶/雜帶占比與條帶半高寬評(píng)估純度與均一性。
2.蛋白表達(dá)驗(yàn)證與質(zhì)量控制
比較不同宿主/誘導(dǎo)條件/時(shí)間點(diǎn)樣品的條帶強(qiáng)度與可溶性分布,配合灰度定量用于小試至放大批的一致性放行。
3.亞基結(jié)構(gòu)與復(fù)合體拆分
采用還原/非還原條件及不同膠濃度,區(qū)分二硫鍵相關(guān)多亞基與聚集體,判定裝配狀態(tài)與解聚特性。
4.Western blot前級(jí)分離
按分子量先行分離復(fù)雜樣品,提升轉(zhuǎn)膜后靶標(biāo)特異性與條帶清晰度,減少免疫檢測(cè)背景與交叉反應(yīng)。
5.工藝過程一致性監(jiān)測(cè)
對(duì)發(fā)酵/培養(yǎng)/純化各階段樣品建立“電泳指紋”(帶型與相對(duì)灰度),用控制圖跟蹤批間漂移與雜帶譜變化。
五、常見實(shí)驗(yàn)問題與解決方案
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問題
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典型表現(xiàn)
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可能成因
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解決與預(yù)防
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“笑臉”或條帶彎曲
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泳道上拱下凹
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緩沖離子梯度/溫升不均、凝膠配比偏差
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檢查緩沖配方與制膠一致性;控制溫度與電場(chǎng)
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條帶拖尾/彌散
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孔下拖尾、條帶不銳利
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蛋白部分變性/降解;鹽/洗滌劑殘留
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充分變性與脫鹽;優(yōu)化上樣緩沖與預(yù)處理
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遷移異常/分子量偏移
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同一蛋白在不同孔位置差異大
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pH漂移、還原不足或樣品中有交聯(lián)劑
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校正pH;提高還原/烷基化充分性
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泳道歪斜/漏孔
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泳道不直、樣品外溢
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制膠缺陷、加樣過量或凝膠破損
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改善制膠與入孔操作;控制上樣體積
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背景高/染色不均
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背景藍(lán)霧、局部深淺不一
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染色/脫色條件失衡、染液污染
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更新染/脫色液;統(tǒng)一時(shí)間與溫控
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轉(zhuǎn)膜效率低(WB前)
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高分子轉(zhuǎn)移不全、低分子穿透過度
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緩沖體系與電場(chǎng)設(shè)置不當(dāng)、膜材選擇不當(dāng)
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調(diào)整甲醇比例與電場(chǎng);選擇合適膜孔徑
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銀染假陽/顆粒
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背景顆?;蚍菞l帶沉積
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溶液潔凈度不足、反應(yīng)過度
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采用潔凈低雜質(zhì)配方;嚴(yán)格時(shí)間控制
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六、常見問答
Q1:凝膠遲遲不凝或強(qiáng)度差?
A:APS/TEMED失效或單體含抑制劑偏高。→換新APS/TEMED;改用新批單體;提高室溫或檢查pH(>8.8有利于聚合)。
Q2:條帶拖尾/彌散?
A:樣品鹽分高/蛋白過量、SDS純度差或熱變性不足。→稀釋樣品/透析;升級(jí)SDS純度;樣品95℃ 5 min(含還原劑)再上樣。
Q3:染色背景高/條帶不清?
A:染料雜質(zhì)或脫色不足。→換新染料/按時(shí)脫色;加入少量甲醇/醋酸按標(biāo)準(zhǔn)配方脫色。
Q4:小肽分辨差(<10 kDa)?
A:TGS體系不適。→改Tris-Tricine跑膠,或提高分離膠至16–18%。
Q5:何時(shí)應(yīng)選擇“For SDS-PAGE”?
A:
- 需要條帶清晰、可定量(灰度/體視比對(duì))和跨批復(fù)現(xiàn)的蛋白分離。
- 下游要做Western/質(zhì)譜(條帶形態(tài)與背景影響轉(zhuǎn)膜/消化效率)。
- 使用高/低百分比梯度膠、微量樣本或復(fù)雜基質(zhì)(血清、組織裂解液)時(shí)。
七、使用規(guī)范與儲(chǔ)存建議
- 溶液現(xiàn)配為佳:APS需現(xiàn)配;TEMED與SDS儲(chǔ)液可長期保存(密封避光),使用前確認(rèn)狀態(tài)。
- 避光密封保存:丙烯酰胺單體溶液需避光、低溫(4°C)密封。
- 緩沖液長期保存:室溫密封可存2–3周,推薦過濾除雜質(zhì)后分裝。
八、阿拉丁SDS-PAGE試劑優(yōu)勢(shì)
- 聚合學(xué)可預(yù)測(cè):單體與抑制物雙控,成膠曲線穩(wěn)定,長跑亦保持分辨率
- 低背景體系:染色/脫色本底低,弱條帶更易判讀
- 遷移更穩(wěn)定:緩沖pH與離子強(qiáng)度鎖定,彎帶與拖尾顯著減少
- 下游友好:與轉(zhuǎn)膜、定量及MS前處理配套驗(yàn)證,方法轉(zhuǎn)移順暢
- 批次一致放行:以半峰寬、Rf與背景閾值做趨勢(shì)放行,跨批橋接輕量化
九、與相鄰級(jí)別的區(qū)別
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級(jí)別
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核心優(yōu)化點(diǎn)
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典型用途
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不能替代
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For SDS-PAGE
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聚合動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定、遷移分辨率高、染色/脫色低背景、批間一致
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高/低百分比與梯度膠分離、微量樣本電泳、后續(xù)Western/質(zhì)譜前分離
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組織定位(IHC)、板上免疫定量(ELISA)、化學(xué)發(fā)光檢出優(yōu)化
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Western-grade
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膜轉(zhuǎn)移與檢出背景控制、封閉/洗滌相容、HRP/AP兼容
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Western blot:低背景顯影、定量線性提升
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凝膠聚合/遷移性能(SDS-PAGE前端)
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MS-grade
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低聚合物/低金屬/低殘留添加劑;酶切與LC-MS兼容
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膠內(nèi)消化/膠外消化后上機(jī)、定量質(zhì)譜(DDA/DIA/TMT)
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電泳端聚合/遷移與可視染色
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For Chemiluminescence
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發(fā)光底物低本底/寬動(dòng)態(tài)、HRP/AP酶學(xué)相容、抑制物控制
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Western/Blot發(fā)光成像、ELISA-CL
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凝膠聚合/遷移;組織學(xué)前處理與定位
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RNase-free
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去RNase污染、保護(hù)RNA完整性
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Northern、ISH、RNA相關(guān)流程
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電泳聚合/蛋白免疫與發(fā)光性能
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“適用于SDS-PAGE”試劑并非單一化學(xué)品,而是一套圍繞遷移穩(wěn)定性、分辨率與下游兼容性構(gòu)建的配方體系。通過對(duì)凝膠、緩沖、還原/變性與染色環(huán)節(jié)的協(xié)同優(yōu)化,可獲得穩(wěn)定、低背景且可追溯的電泳結(jié)果,為后續(xù)免疫學(xué)驗(yàn)證與質(zhì)譜鑒定提供可靠基礎(chǔ)。
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