分子電荷特性:分子所帶電荷的數量與(yu) 性質決(jue) 定其在電場中的受力方向和大小。例如,帶正電荷的分子會(hui) 向負極遷移,帶負電荷的分子則向正極移動,電荷量越多,遷移速度越快 。
分子量與(yu) 形狀:相對分子質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度控製。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,有利於(yu) 大分子的分離 。
緩衝(chong) 液性質:緩衝(chong) 液的導電性和 pH 值至關(guan) 重要。合適的導電性能夠保證電場穩定,而 pH 值則影響分子的帶電狀態 。例如,在蛋白質電泳中,SDS-PAGE 緩衝(chong) 液體(ti) 係能夠使蛋白質變性並帶上負電荷,從(cong) 而實現按分子量大小分離 。
高效靈活的電泳槽:
多凝膠運行能力:可同時運行 1 - 4 塊迷你凝膠,顯著提高實驗效率。無論是少量樣品的初步摸索,還是大量樣品的高通量分析,都能輕鬆應對 。例如在蛋白質表達差異分析實驗中,科研人員能夠同時對多個(ge) 樣本進行電泳,加快實驗進程 。
廣泛的凝膠兼容性:既適用於(yu) Mini - PROTEAN 預製膠,也能配合手工灌製膠使用 。對於(yu) 一些需要特殊凝膠配方的實驗,科研人員可以自行配製凝膠進行實驗;而在追求便捷性時,也可選用預製膠,滿足不同實驗場景需求 。
便捷的操作設計:擁有的密封機製,在灌膠過程中能有效防止組裝錯誤和漏膠情況 。凸輪卡鎖的製膠框操作簡便,可在任意平麵精準對齊玻璃板,且封邊墊條固定在長玻板上,保證玻板精確對齊,減少操作誤差 。
精準穩定的電源供應器:
多種輸出模式:PowerPac Universal 電源供應器具備恒流、恒壓、恒功率以及伏特小時控製(99000 V - hr)等輸出模式 。科研人員可依據實驗類型、樣品特性以及凝膠參數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(wei) 常用;而在蛋白質電泳的某些情況下,恒功率模式能更好地保證分離效果 。
精確的參數控製:電壓輸出範圍為(wei) 10 - 500 V,電流輸出範圍 0.01 - 2.5 A,功率輸出範圍 1 - 500 W 。能夠精確設定電泳所需的各項參數,確保實驗條件的準確性和可重複性 。同時,可定時 1 分鍾到 99 小時 59 分鍾,滿足不同實驗時長需求 。
人性化功能設計:儲(chu) 存 9 個(ge) 方法,每個(ge) 方法最多可設置 9 個(ge) 步驟,方便科研人員保存常用實驗程序,下次使用時直接調用,節省設置時間 。具備暫停 / 繼續功能,運行過程中可隨時改變已編程參數,無需重新設定時間,提高實驗操作的靈活性 。
安全可靠的係統:
全麵的安全防護:具備空載監測、荷載突變監測、過載 / 短路監測、地麵漏電保護以及過壓保護等多重安全防護機製 。保障實驗人員操作安全,防止因設備故障引發安全事故,同時保護儀(yi) 器設備免受損壞,延長使用壽命 。
符合國際標準:通過 CE、EN - 61010 等安全標準認證,產(chan) 品質量和安全性得到國際認可,讓科研人員使用更放心 。
設備檢查:收到套裝後,仔細檢查電泳槽、電源供應器及配件是否齊全,有無損壞或缺失 。查看電泳槽外觀有無裂縫、變形,電極是否完好;電源供應器外殼是否有破損,顯示屏是否正常 。若發現問題,及時聯係供應商處理 。
凝膠製備(以手工灌製聚丙烯酰胺凝膠為(wei) 例):
準備試劑:依據實驗需求,準備好丙烯酰胺、甲叉雙丙烯酰胺、Tris - HCl 緩衝(chong) 液、過硫酸銨(APS)、四甲基乙二胺(TEMED)、去離子水等試劑 。所有試劑應保證純度和質量,避免因試劑問題影響凝膠聚合和實驗結果 。
計算配方:根據所需凝膠濃度和體(ti) 積,精確計算各試劑用量 。例如,配製 10% 的聚丙烯酰胺凝膠,假設總體(ti) 積為(wei) 10 ml,需計算出丙烯酰胺和甲叉雙丙烯酰胺混合液(一般為(wei) 30% 的儲(chu) 備液)、Tris - HCl 緩衝(chong) 液(如 1.5 M,pH 8.8 用於(yu) 分離膠;1 M,pH 6.8 用於(yu) 濃縮膠)、去離子水、APS(一般為(wei) 10% 的溶液)和 TEMED 的用量 。
配製凝膠溶液:先將丙烯酰胺和甲叉雙丙烯酰胺混合液、Tris - HCl 緩衝(chong) 液、去離子水按比例加入幹淨的容器中,充分攪拌均勻 。然後,在灌膠前,加入適量的 APS 和 TEMED,迅速輕輕攪拌,引發凝膠聚合反應 。注意,APS 和 TEMED 加入後,凝膠會(hui) 在短時間內(nei) 開始聚合,需盡快進行下一步操作 。
樣品處理:
蛋白質樣品:若進行蛋白質電泳,將蛋白質樣品與(yu) 適量的上樣緩衝(chong) 液(如含 SDS、β - 巰基乙醇、溴酚藍等的緩衝(chong) 液)按 1:1 或其他合適比例混合 。在 100°C 加熱 3 - 5 分鍾,使蛋白質變性,破壞其高級結構,使其帶上負電荷並以線性形式存在,便於(yu) 後續在凝膠中按分子量大小分離 。加熱後,短暫離心,將樣品收集至管底 。
核酸樣品:對於(yu) 核酸樣品,根據實驗目的,可選擇是否進行酶切、PCR 擴增等預處理 。同樣與(yu) 核酸上樣緩衝(chong) 液(含甘油、溴酚藍等)混合,甘油可增加樣品密度,便於(yu) 加樣時樣品沉入加樣孔 。
組裝電泳槽:
將製膠架放置在平穩桌麵,確保其穩定 。抬起製膠架兩(liang) 側(ce) 的羽狀開關(guan) ,放開卡門,平放製膠架 。
先將厚玻璃平板放入製膠架,再放入兩(liang) 側(ce) 墊片,最後放入帶凹型的玻璃平板 。合上卡門,同時按壓兩(liang) 側(ce) 羽狀開關(guan) ,直至聽到 “哢嚓" 聲,確保卡門緊閉,玻璃平板安裝牢固 。
灌分離膠:用移液器將配製好的分離膠溶液緩慢加入製膠玻板之間,動作要平穩,避免產(chan) 生氣泡 。加至液麵達到卡門邊框下緣線處 。隨後,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麵上,形成水封層 。水封層可防止膠液蒸發,維持膠麵平整,並使凝膠聚合更均勻 。一般情況下,分離膠在室溫下聚合需 30 - 60 分鍾 。
灌濃縮膠:分離膠聚合完成後,倒掉水封層的去離子水,用濾紙輕輕吸去殘液,但注意不要碰到膠麵 。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),梳子的厚麵向實驗者,插入過程要緩慢且保持水平,避免產(chan) 生氣泡 。濃縮膠在室溫下聚合通常需要 30 分鍾左右 。聚合完成後,小心除去梳子 。
安裝電泳槽:按壓電泳槽夾具的開關(guan) ,鬆開卡門 。將帶有凝膠的玻璃夾板放入電泳槽內(nei) ,注意兩(liang) 玻璃夾板的凹玻板均應與(yu) 電泳槽內(nei) 芯接觸 。若僅(jin) 電泳一塊膠,另一套玻璃夾板需用提供的有機玻璃板代替 。
添加緩衝(chong) 液:在外水槽加入適量電泳緩衝(chong) 液,至槽體(ti) 一半位置 。放正槽體(ti) ,繼續加注緩衝(chong) 液,讓內(nei) 槽水位超過凹形板的缺口,但低於(yu) 方形板的上沿 。注意緩衝(chong) 液添加過程中要避免產(chan) 生氣泡,確保緩衝(chong) 液均勻分布 。
加樣:使用微量加樣器或普通加樣槍,在梳井內(nei) 按預定順序加入處理好的樣品 。加樣量通常為(wei) 10 - 25 μl,具體(ti) 可根據實驗要求和樣品濃度調整 。加樣時,將加樣槍頭垂直緩慢插入加樣孔底部,輕輕推動槍栓,使樣品緩慢沉入加樣孔,避免樣品溢出或產(chan) 生氣泡 。同時,在相鄰加樣孔中加入 DNA 分子量標準 Marker 或蛋白質分子量標準 Marker,用於(yu) 判斷樣品條帶的大小 。
連接電源:將 PowerPac Universal 電源供應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(yu) 電源供應器正確連接,注意正負極對應(通常紅色為(wei) 正極,黑色為(wei) 負極) 。
設置參數:打開電源供應器開關(guan) ,顯示屏亮起 。根據實驗類型和需求,設置電壓、電流、功率、時間等參數 。例如,在蛋白質 SDS - PAGE 電泳中,濃縮膠階段可設置電壓為(wei) 80 - 100 V,時間約 20 - 30 分鍾;分離膠階段將電壓調至 120 - 150 V,時間根據凝膠濃度和樣品分子量範圍而定,一般為(wei) 60 - 90 分鍾 。若選擇其他輸出模式,也需相應設置合適參數 。設置完成後,可將該程序保存,方便後續相同實驗調用 。
開始電泳:確認參數設置無誤後,按下電源供應器上的 “開始" 按鈕,電泳開始 。此時可觀察到電泳槽內(nei) 有氣泡產(chan) 生,表明電流通過 。在電泳過程中,密切關(guan) 注電源供應器顯示屏上的參數變化,以及電泳槽內(nei) 樣品指示劑(如溴酚藍)的遷移情況 。正常情況下,指示劑應勻速向正極移動 。若發現參數異常波動或指示劑遷移異常,應立即停止電泳,檢查設備連接、緩衝(chong) 液、凝膠等是否存在問題 。
結束電泳:當樣品指示劑遷移至玻璃板下緣附近,或達到設定的電泳時間,電泳結束 。按下電源供應器上的 “停止" 按鈕,關(guan) 閉電源 。小心取出電泳槽內(nei) 的玻璃夾板,準備後續凝膠處理 。
染色:
蛋白質凝膠染色:常用考馬斯亮藍染色法或銀染法 。考馬斯亮藍染色相對簡便,將凝膠小心取出放入染色液(如 0.1% 考馬斯亮藍 R - 250 溶於(yu) 40% 甲醇和 10% 乙酸的溶液)中,室溫下振蕩染色 1 - 2 小時 。染色後,用脫色液(一般為(wei) 40% 甲醇和 10% 乙酸的溶液)脫色,直至背景清晰,蛋白質條帶顯現 。銀染法則靈敏度更高,但操作較為(wei) 複雜,需依次進行固定、敏化、銀染、顯影等步驟,具體(ti) 操作可參考相關(guan) 實驗手冊(ce) 。
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 分鍾 。EB 具有強致癌性,操作時需做好防護,在通風櫥中進行 。SYBR Green 相對安全,且靈敏度較高 。染色後,用去離子水衝(chong) 洗凝膠,去除表麵多餘(yu) 染料 。
分析:染色後的凝膠可通過凝膠成像係統進行觀察和分析 。將凝膠放入成像係統中,選擇合適的光源和濾鏡(根據所使用的染料選擇),拍攝凝膠圖像 。通過圖像分析軟件,可對條帶進行定量分析,如計算條帶的光密度值、分子量大小、相對表達量等 。在蛋白質組學研究中,可通過分析不同樣品蛋白質條帶的差異,篩選出差異表達的蛋白質;在核酸研究中,可判斷 PCR 產(chan) 物的大小、純度等 。
設備維護:實驗結束後,及時清洗電泳槽和配件 。先用去離子水衝(chong) 洗電泳槽內(nei) 外壁,去除殘留的緩衝(chong) 液和凝膠碎片 。對於(yu) 難以清洗的汙漬,可使用溫和的清潔劑,但要避免使用強腐蝕性試劑,防止損壞電泳槽 。清洗後,用幹淨的布擦幹或自然晾幹 。定期檢查電源供應器的電源線、電纜線是否有破損,電極是否有腐蝕,如有問題及時更換 。長時間不使用設備時,應將電泳槽和電源供應器妥善存放,避免陽光直射和潮濕環境 。
試劑安全:在凝膠製備和樣品處理過程中,涉及到多種化學試劑,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 。操作時務必佩戴手套、護目鏡等防護裝備,在通風良好的環境中進行 。對於(yu) 有毒有害試劑,要嚴(yan) 格按照操作規程使用,使用後妥善處理,避免汙染環境和危害人體(ti) 健康 。例如,EB 廢液需經過特殊處理後才能排放 。
實驗條件優(you) 化:不同的樣品和實驗目的可能需要不同的電泳條件 。在進行正式實驗前,建議進行預實驗,摸索適合的凝膠濃度、電壓、電流、時間等參數 。例如,對於(yu) 分子量較大的蛋白質,可適當降低凝膠濃度;對於(yu) 複雜的核酸樣品,可能需要調整電泳時間和電壓,以獲得更好的分離效果 。同時,要注意控製實驗環境溫度,溫度過高可能導致凝膠變形、條帶擴散,影響實驗結果 。
加樣注意要點:加樣時要確保加樣槍頭垂直插入加樣孔底部,避免劃破凝膠 。加樣量要準確且適中,加樣過多可能導致條帶擴散、拖尾;加樣過少則條帶不清晰,影響分析 。若使用多通道加樣槍,要保證每個(ge) 通道加樣量一致 。加樣過程中若產(chan) 生氣泡,應及時排除,否則氣泡會(hui) 幹擾樣品遷移,使條帶出現異常 。
安全用電:電源供應器為(wei) 電泳提供電力,操作時要確保其接地良好,防止觸電事故 。在連接和斷開電纜線時,務必先關(guan) 閉電源供應器 。不要在潮濕環境中使用電源供應器,避免水濺入設備內(nei) 部引發短路或其他故障 。若發現電源供應器有異常發熱、冒煙、異味等情況,應立即切斷電源,並聯係專(zhuan) 業(ye) 維修人員檢查維修 。
凝膠聚合異常:
原因:可能是試劑過期或質量不佳,如 APS 失效、丙烯酰胺和甲叉雙丙烯酰胺不純;TEMED 用量不足或過多;溫度過低也可能影響聚合速度 。
解決(jue) 方法:更換新鮮的試劑,嚴(yan) 格按照配方準確量取各試劑 。根據溫度適當調整 TEMED 用量,溫度較低時可適當增加 TEMED 量 。若凝膠長時間不聚合,可嚐試將其放置在 37°C 溫箱中促進聚合 。
條帶模糊或拖尾:
原因:樣品處理不當,如蛋白質未變性、核酸樣品有雜質;加樣量過多;凝膠濃度不合適;電泳電壓過高或時間過長;緩衝(chong) 液使用次數過多,離子強度改變 。
解決(jue) 方法:優(you) 化樣品處理步驟,確保蛋白質充分變性,對核酸樣品進行進一步純化 。減少加樣量,調整至合適範圍 。根據樣品分子量選擇合適的凝膠濃度 。降低電泳電壓或縮短時間,摸索最佳電泳條件 。及時更換新鮮的緩衝(chong) 液 。
電泳過程中電流異常:
原因:電極連接不良;電泳槽內(nei) 緩衝(chong) 液不足或幹涸;凝膠有裂縫或破損;電源供應器故障 。
解決(jue) 方法:檢查電極連接是否牢固,重新連接電纜線 。添加適量緩衝(chong) 液,確保電泳槽內(nei) 緩衝(chong) 液充足 。若凝膠有問題,重新製備凝膠 。如懷疑電源供應器故障,聯係 Bio - Rad 技術支持人員進行維修或更換 。
染色後條帶不清晰:
原因:染色時間過短或脫色過度;染色液濃度不合適;凝膠在染色前未充分清洗,殘留雜質影響染色效果 。
解決(jue) 方法:適當延長染色時間或縮短脫色時間 。調整染色液濃度,按照說明書(shu) 要求配製 。在染色前,用去離子水充分衝(chong) 洗凝膠,去除殘留的緩衝(chong) 液和雜質 。