分子電荷特性:分子所帶電荷的數(shù)量與性質(zhì)決定其在電場(chǎng)中的受力方向和大小。例如,帶正電荷的分子會(huì)向負(fù)極遷移,帶負(fù)電荷的分子則向正極移動(dòng),電荷量越多,遷移速度越快 。
分子量與形狀:相對(duì)分子質(zhì)量較小的分子在凝膠孔隙中更容易穿行,遷移速度較快;而分子形狀也有影響,比如同等分子量下,球狀分子比線性分子遷移速度更快 。
凝膠孔徑:凝膠孔徑大小由其濃度和交聯(lián)度控制。高濃度的聚丙烯酰胺凝膠孔徑小,適合分離小分子;低濃度凝膠孔徑大,有利于大分子的分離 。
緩沖液性質(zhì):緩沖液的導(dǎo)電性和 pH 值至關(guān)重要。合適的導(dǎo)電性能夠保證電場(chǎng)穩(wěn)定,而 pH 值則影響分子的帶電狀態(tài) 。例如,在蛋白質(zhì)電泳中,SDS-PAGE 緩沖液體系能夠使蛋白質(zhì)變性并帶上負(fù)電荷,從而實(shí)現(xiàn)按分子量大小分離 。
高效靈活的電泳槽:
多凝膠運(yùn)行能力:可同時(shí)運(yùn)行 1 - 4 塊迷你凝膠,顯著提高實(shí)驗(yàn)效率。無(wú)論是少量樣品的初步摸索,還是大量樣品的高通量分析,都能輕松應(yīng)對(duì) 。例如在蛋白質(zhì)表達(dá)差異分析實(shí)驗(yàn)中,科研人員能夠同時(shí)對(duì)多個(gè)樣本進(jìn)行電泳,加快實(shí)驗(yàn)進(jìn)程 。
廣泛的凝膠兼容性:既適用于 Mini - PROTEAN 預(yù)制膠,也能配合手工灌制膠使用 。對(duì)于一些需要特殊凝膠配方的實(shí)驗(yàn),科研人員可以自行配制凝膠進(jìn)行實(shí)驗(yàn);而在追求便捷性時(shí),也可選用預(yù)制膠,滿足不同實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景需求 。
便捷的操作設(shè)計(jì):擁有的密封機(jī)制,在灌膠過(guò)程中能有效防止組裝錯(cuò)誤和漏膠情況 。凸輪卡鎖的制膠框操作簡(jiǎn)便,可在任意平面精準(zhǔn)對(duì)齊玻璃板,且封邊墊條固定在長(zhǎng)玻板上,保證玻板精確對(duì)齊,減少操作誤差 。
精準(zhǔn)穩(wěn)定的電源供應(yīng)器:
多種輸出模式:PowerPac Universal 電源供應(yīng)器具備恒流、恒壓、恒功率以及伏特小時(shí)控制(99000 V - hr)等輸出模式 ??蒲腥藛T可依據(jù)實(shí)驗(yàn)類型、樣品特性以及凝膠參數(shù)等靈活選擇合適的輸出模式 。比如在核酸電泳中,恒壓模式較為常用;而在蛋白質(zhì)電泳的某些情況下,恒功率模式能更好地保證分離效果 。
精確的參數(shù)控制:電壓輸出范圍為 10 - 500 V,電流輸出范圍 0.01 - 2.5 A,功率輸出范圍 1 - 500 W 。能夠精確設(shè)定電泳所需的各項(xiàng)參數(shù),確保實(shí)驗(yàn)條件的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性 。同時(shí),可定時(shí) 1 分鐘到 99 小時(shí) 59 分鐘,滿足不同實(shí)驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)需求 。
人性化功能設(shè)計(jì):儲(chǔ)存 9 個(gè)方法,每個(gè)方法最多可設(shè)置 9 個(gè)步驟,方便科研人員保存常用實(shí)驗(yàn)程序,下次使用時(shí)直接調(diào)用,節(jié)省設(shè)置時(shí)間 。具備暫停 / 繼續(xù)功能,運(yùn)行過(guò)程中可隨時(shí)改變已編程參數(shù),無(wú)需重新設(shè)定時(shí)間,提高實(shí)驗(yàn)操作的靈活性 。
安全可靠的系統(tǒng):
全面的安全防護(hù):具備空載監(jiān)測(cè)、荷載突變監(jiān)測(cè)、過(guò)載 / 短路監(jiān)測(cè)、地面漏電保護(hù)以及過(guò)壓保護(hù)等多重安全防護(hù)機(jī)制 。保障實(shí)驗(yàn)人員操作安全,防止因設(shè)備故障引發(fā)安全事故,同時(shí)保護(hù)儀器設(shè)備免受損壞,延長(zhǎng)使用壽命 。
符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn):通過(guò) CE、EN - 61010 等安全標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證,產(chǎn)品質(zhì)量和安全性得到國(guó)際認(rèn)可,讓科研人員使用更放心 。
設(shè)備檢查:收到套裝后,仔細(xì)檢查電泳槽、電源供應(yīng)器及配件是否齊全,有無(wú)損壞或缺失 。查看電泳槽外觀有無(wú)裂縫、變形,電極是否完好;電源供應(yīng)器外殼是否有破損,顯示屏是否正常 。若發(fā)現(xiàn)問題,及時(shí)聯(lián)系供應(yīng)商處理 。
凝膠制備(以手工灌制聚丙烯酰胺凝膠為例):
準(zhǔn)備試劑:依據(jù)實(shí)驗(yàn)需求,準(zhǔn)備好丙烯酰胺、甲叉雙丙烯酰胺、Tris - HCl 緩沖液、過(guò)硫酸銨(APS)、四甲基乙二胺(TEMED)、去離子水等試劑 。所有試劑應(yīng)保證純度和質(zhì)量,避免因試劑問題影響凝膠聚合和實(shí)驗(yàn)結(jié)果 。
計(jì)算配方:根據(jù)所需凝膠濃度和體積,精確計(jì)算各試劑用量 。例如,配制 10% 的聚丙烯酰胺凝膠,假設(shè)總體積為 10 ml,需計(jì)算出丙烯酰胺和甲叉雙丙烯酰胺混合液(一般為 30% 的儲(chǔ)備液)、Tris - HCl 緩沖液(如 1.5 M,pH 8.8 用于分離膠;1 M,pH 6.8 用于濃縮膠)、去離子水、APS(一般為 10% 的溶液)和 TEMED 的用量 。
配制凝膠溶液:先將丙烯酰胺和甲叉雙丙烯酰胺混合液、Tris - HCl 緩沖液、去離子水按比例加入干凈的容器中,充分?jǐn)嚢杈鶆?。然后,在灌膠前,加入適量的 APS 和 TEMED,迅速輕輕攪拌,引發(fā)凝膠聚合反應(yīng) 。注意,APS 和 TEMED 加入后,凝膠會(huì)在短時(shí)間內(nèi)開始聚合,需盡快進(jìn)行下一步操作 。
樣品處理:
蛋白質(zhì)樣品:若進(jìn)行蛋白質(zhì)電泳,將蛋白質(zhì)樣品與適量的上樣緩沖液(如含 SDS、β - 巰基乙醇、溴酚藍(lán)等的緩沖液)按 1:1 或其他合適比例混合 。在 100°C 加熱 3 - 5 分鐘,使蛋白質(zhì)變性,破壞其高級(jí)結(jié)構(gòu),使其帶上負(fù)電荷并以線性形式存在,便于后續(xù)在凝膠中按分子量大小分離 。加熱后,短暫離心,將樣品收集至管底 。
核酸樣品:對(duì)于核酸樣品,根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模蛇x擇是否進(jìn)行酶切、PCR 擴(kuò)增等預(yù)處理 。同樣與核酸上樣緩沖液(含甘油、溴酚藍(lán)等)混合,甘油可增加樣品密度,便于加樣時(shí)樣品沉入加樣孔 。
組裝電泳槽:
將制膠架放置在平穩(wěn)桌面,確保其穩(wěn)定 。抬起制膠架兩側(cè)的羽狀開關(guān),放開卡門,平放制膠架 。
先將厚玻璃平板放入制膠架,再放入兩側(cè)墊片,最后放入帶凹型的玻璃平板 。合上卡門,同時(shí)按壓兩側(cè)羽狀開關(guān),直至聽到 “咔嚓" 聲,確??ㄩT緊閉,玻璃平板安裝牢固 。
灌分離膠:用移液器將配制好的分離膠溶液緩慢加入制膠玻板之間,動(dòng)作要平穩(wěn),避免產(chǎn)生氣泡 。加至液面達(dá)到卡門邊框下緣線處 。隨后,用移液器小心地將去離子水沿水平方向緩慢加在分離膠液面上,形成水封層 。水封層可防止膠液蒸發(fā),維持膠面平整,并使凝膠聚合更均勻 。一般情況下,分離膠在室溫下聚合需 30 - 60 分鐘 。
灌濃縮膠:分離膠聚合完成后,倒掉水封層的去離子水,用濾紙輕輕吸去殘液,但注意不要碰到膠面 。在玻板中加滿濃縮膠溶液,輕輕插入合適的梳子(如 10 - well 梳子),梳子的厚面向?qū)嶒?yàn)者,插入過(guò)程要緩慢且保持水平,避免產(chǎn)生氣泡 。濃縮膠在室溫下聚合通常需要 30 分鐘左右 。聚合完成后,小心除去梳子 。
安裝電泳槽:按壓電泳槽夾具的開關(guān),松開卡門 。將帶有凝膠的玻璃夾板放入電泳槽內(nèi),注意兩玻璃夾板的凹玻板均應(yīng)與電泳槽內(nèi)芯接觸 。若僅電泳一塊膠,另一套玻璃夾板需用提供的有機(jī)玻璃板代替 。
添加緩沖液:在外水槽加入適量電泳緩沖液,至槽體一半位置 。放正槽體,繼續(xù)加注緩沖液,讓內(nèi)槽水位超過(guò)凹形板的缺口,但低于方形板的上沿 。注意緩沖液添加過(guò)程中要避免產(chǎn)生氣泡,確保緩沖液均勻分布 。
加樣:使用微量加樣器或普通加樣槍,在梳井內(nèi)按預(yù)定順序加入處理好的樣品 。加樣量通常為 10 - 25 μl,具體可根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求和樣品濃度調(diào)整 。加樣時(shí),將加樣槍頭垂直緩慢插入加樣孔底部,輕輕推動(dòng)槍栓,使樣品緩慢沉入加樣孔,避免樣品溢出或產(chǎn)生氣泡 。同時(shí),在相鄰加樣孔中加入 DNA 分子量標(biāo)準(zhǔn) Marker 或蛋白質(zhì)分子量標(biāo)準(zhǔn) Marker,用于判斷樣品條帶的大小 。
連接電源:將 PowerPac Universal 電源供應(yīng)器的電源線插入電源插座,確保接地良好 。用配套的電纜線將電泳槽與電源供應(yīng)器正確連接,注意正負(fù)極對(duì)應(yīng)(通常紅色為正極,黑色為負(fù)極) 。
設(shè)置參數(shù):打開電源供應(yīng)器開關(guān),顯示屏亮起 。根據(jù)實(shí)驗(yàn)類型和需求,設(shè)置電壓、電流、功率、時(shí)間等參數(shù) 。例如,在蛋白質(zhì) SDS - PAGE 電泳中,濃縮膠階段可設(shè)置電壓為 80 - 100 V,時(shí)間約 20 - 30 分鐘;分離膠階段將電壓調(diào)至 120 - 150 V,時(shí)間根據(jù)凝膠濃度和樣品分子量范圍而定,一般為 60 - 90 分鐘 。若選擇其他輸出模式,也需相應(yīng)設(shè)置合適參數(shù) 。設(shè)置完成后,可將該程序保存,方便后續(xù)相同實(shí)驗(yàn)調(diào)用 。
開始電泳:確認(rèn)參數(shù)設(shè)置無(wú)誤后,按下電源供應(yīng)器上的 “開始" 按鈕,電泳開始 。此時(shí)可觀察到電泳槽內(nèi)有氣泡產(chǎn)生,表明電流通過(guò) 。在電泳過(guò)程中,密切關(guān)注電源供應(yīng)器顯示屏上的參數(shù)變化,以及電泳槽內(nèi)樣品指示劑(如溴酚藍(lán))的遷移情況 。正常情況下,指示劑應(yīng)勻速向正極移動(dòng) 。若發(fā)現(xiàn)參數(shù)異常波動(dòng)或指示劑遷移異常,應(yīng)立即停止電泳,檢查設(shè)備連接、緩沖液、凝膠等是否存在問題 。
結(jié)束電泳:當(dāng)樣品指示劑遷移至玻璃板下緣附近,或達(dá)到設(shè)定的電泳時(shí)間,電泳結(jié)束 。按下電源供應(yīng)器上的 “停止" 按鈕,關(guān)閉電源 。小心取出電泳槽內(nèi)的玻璃夾板,準(zhǔn)備后續(xù)凝膠處理 。
染色:
蛋白質(zhì)凝膠染色:常用考馬斯亮藍(lán)染色法或銀染法 ??捡R斯亮藍(lán)染色相對(duì)簡(jiǎn)便,將凝膠小心取出放入染色液(如 0.1% 考馬斯亮藍(lán) R - 250 溶于 40% 甲醇和 10% 乙酸的溶液)中,室溫下振蕩染色 1 - 2 小時(shí) 。染色后,用脫色液(一般為 40% 甲醇和 10% 乙酸的溶液)脫色,直至背景清晰,蛋白質(zhì)條帶顯現(xiàn) 。銀染法則靈敏度更高,但操作較為復(fù)雜,需依次進(jìn)行固定、敏化、銀染、顯影等步驟,具體操作可參考相關(guān)實(shí)驗(yàn)手冊(cè) 。
核酸凝膠染色:通常使用核酸染料如 EB(溴化乙錠)、SYBR Green 等 。將凝膠放入含有適量核酸染料的染色液中,室溫下染色 15 - 30 分鐘 。EB 具有強(qiáng)致癌性,操作時(shí)需做好防護(hù),在通風(fēng)櫥中進(jìn)行 。SYBR Green 相對(duì)安全,且靈敏度較高 。染色后,用去離子水沖洗凝膠,去除表面多余染料 。
分析:染色后的凝膠可通過(guò)凝膠成像系統(tǒng)進(jìn)行觀察和分析 。將凝膠放入成像系統(tǒng)中,選擇合適的光源和濾鏡(根據(jù)所使用的染料選擇),拍攝凝膠圖像 。通過(guò)圖像分析軟件,可對(duì)條帶進(jìn)行定量分析,如計(jì)算條帶的光密度值、分子量大小、相對(duì)表達(dá)量等 。在蛋白質(zhì)組學(xué)研究中,可通過(guò)分析不同樣品蛋白質(zhì)條帶的差異,篩選出差異表達(dá)的蛋白質(zhì);在核酸研究中,可判斷 PCR 產(chǎn)物的大小、純度等 。
設(shè)備維護(hù):實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,及時(shí)清洗電泳槽和配件 。先用去離子水沖洗電泳槽內(nèi)外壁,去除殘留的緩沖液和凝膠碎片 。對(duì)于難以清洗的污漬,可使用溫和的清潔劑,但要避免使用強(qiáng)腐蝕性試劑,防止損壞電泳槽 。清洗后,用干凈的布擦干或自然晾干 。定期檢查電源供應(yīng)器的電源線、電纜線是否有破損,電極是否有腐蝕,如有問題及時(shí)更換 。長(zhǎng)時(shí)間不使用設(shè)備時(shí),應(yīng)將電泳槽和電源供應(yīng)器妥善存放,避免陽(yáng)光直射和潮濕環(huán)境 。
試劑安全:在凝膠制備和樣品處理過(guò)程中,涉及到多種化學(xué)試劑,如丙烯酰胺、APS、TEMED、EB 等 。這些試劑可能具有毒性、刺激性或致癌性 。操作時(shí)務(wù)必佩戴手套、護(hù)目鏡等防護(hù)裝備,在通風(fēng)良好的環(huán)境中進(jìn)行 。對(duì)于有毒有害試劑,要嚴(yán)格按照操作規(guī)程使用,使用后妥善處理,避免污染環(huán)境和危害人體健康 。例如,EB 廢液需經(jīng)過(guò)特殊處理后才能排放 。
實(shí)驗(yàn)條件優(yōu)化:不同的樣品和實(shí)驗(yàn)?zāi)康目赡苄枰煌碾娪緱l件 。在進(jìn)行正式實(shí)驗(yàn)前,建議進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn),摸索適合的凝膠濃度、電壓、電流、時(shí)間等參數(shù) 。例如,對(duì)于分子量較大的蛋白質(zhì),可適當(dāng)降低凝膠濃度;對(duì)于復(fù)雜的核酸樣品,可能需要調(diào)整電泳時(shí)間和電壓,以獲得更好的分離效果 。同時(shí),要注意控制實(shí)驗(yàn)環(huán)境溫度,溫度過(guò)高可能導(dǎo)致凝膠變形、條帶擴(kuò)散,影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果 。
加樣注意要點(diǎn):加樣時(shí)要確保加樣槍頭垂直插入加樣孔底部,避免劃破凝膠 。加樣量要準(zhǔn)確且適中,加樣過(guò)多可能導(dǎo)致條帶擴(kuò)散、拖尾;加樣過(guò)少則條帶不清晰,影響分析 。若使用多通道加樣槍,要保證每個(gè)通道加樣量一致 。加樣過(guò)程中若產(chǎn)生氣泡,應(yīng)及時(shí)排除,否則氣泡會(huì)干擾樣品遷移,使條帶出現(xiàn)異常 。
安全用電:電源供應(yīng)器為電泳提供電力,操作時(shí)要確保其接地良好,防止觸電事故 。在連接和斷開電纜線時(shí),務(wù)必先關(guān)閉電源供應(yīng)器 。不要在潮濕環(huán)境中使用電源供應(yīng)器,避免水濺入設(shè)備內(nèi)部引發(fā)短路或其他故障 。若發(fā)現(xiàn)電源供應(yīng)器有異常發(fā)熱、冒煙、異味等情況,應(yīng)立即切斷電源,并聯(lián)系專業(yè)維修人員檢查維修 。
凝膠聚合異常:
原因:可能是試劑過(guò)期或質(zhì)量不佳,如 APS 失效、丙烯酰胺和甲叉雙丙烯酰胺不純;TEMED 用量不足或過(guò)多;溫度過(guò)低也可能影響聚合速度 。
解決方法:更換新鮮的試劑,嚴(yán)格按照配方準(zhǔn)確量取各試劑 。根據(jù)溫度適當(dāng)調(diào)整 TEMED 用量,溫度較低時(shí)可適當(dāng)增加 TEMED 量 。若凝膠長(zhǎng)時(shí)間不聚合,可嘗試將其放置在 37°C 溫箱中促進(jìn)聚合 。
條帶模糊或拖尾:
原因:樣品處理不當(dāng),如蛋白質(zhì)未變性、核酸樣品有雜質(zhì);加樣量過(guò)多;凝膠濃度不合適;電泳電壓過(guò)高或時(shí)間過(guò)長(zhǎng);緩沖液使用次數(shù)過(guò)多,離子強(qiáng)度改變 。
解決方法:優(yōu)化樣品處理步驟,確保蛋白質(zhì)充分變性,對(duì)核酸樣品進(jìn)行進(jìn)一步純化 。減少加樣量,調(diào)整至合適范圍 。根據(jù)樣品分子量選擇合適的凝膠濃度 。降低電泳電壓或縮短時(shí)間,摸索最佳電泳條件 。及時(shí)更換新鮮的緩沖液 。
電泳過(guò)程中電流異常:
原因:電極連接不良;電泳槽內(nèi)緩沖液不足或干涸;凝膠有裂縫或破損;電源供應(yīng)器故障 。
解決方法:檢查電極連接是否牢固,重新連接電纜線 。添加適量緩沖液,確保電泳槽內(nèi)緩沖液充足 。若凝膠有問題,重新制備凝膠 。如懷疑電源供應(yīng)器故障,聯(lián)系 Bio - Rad 技術(shù)支持人員進(jìn)行維修或更換 。
染色后條帶不清晰:
原因:染色時(shí)間過(guò)短或脫色過(guò)度;染色液濃度不合適;凝膠在染色前未充分清洗,殘留雜質(zhì)影響染色效果 。
解決方法:適當(dāng)延長(zhǎng)染色時(shí)間或縮短脫色時(shí)間 。調(diào)整染色液濃度,按照說(shuō)明書要求配制 。在染色前,用去離子水充分沖洗凝膠,去除殘留的緩沖液和雜質(zhì) 。