聚丙烯酰胺凝膠電泳(Polyacrylamide Gel Electrophoresis, PAGE)
支持介質(zhì):丙烯酰胺(Acr)與交聯(lián)劑甲叉雙丙烯酰胺(Bis)聚合形成的凝膠,孔徑可通過調(diào)整 Acr/Bis 比例控制(5%-20% 凝膠對(duì)應(yīng)不同孔徑)。
核心特點(diǎn):孔徑?。?-10nm)、分辨率(可區(qū)分分子量相差 1kDa 的蛋白質(zhì))、重復(fù)性好。
適用對(duì)象:小分子物質(zhì),如蛋白質(zhì)、小分子 DNA(<1kb)、RNA。
關(guān)鍵分支:
SDS-PAGE(十二烷基硫酸鈉 - PAGE):常用的蛋白質(zhì)分析技術(shù)。SDS 是陰離子去污劑,可使蛋白質(zhì)變性并結(jié)合等量 SDS(每克蛋白質(zhì)結(jié)合 1.4g SDS),消除蛋白質(zhì)自身電荷差異,僅通過分子大小實(shí)現(xiàn)分離,可用于蛋白質(zhì)分子量測(cè)定、純度鑒定。
Native-PAGE(非變性 PAGE):不添加 SDS 和還原劑,蛋白質(zhì)保持天然構(gòu)象和電荷,分離依賴 “電荷 + 大小 + 形狀”,可用于分析蛋白質(zhì)活性、復(fù)合物組成。
典型操作流程(以 SDS-PAGE 為例)
凝膠制備:根據(jù)目標(biāo)蛋白質(zhì)分子量配置凝膠(小分子用高濃度膠,如 15%;大分子用低濃度膠,如 8%),分為 “分離膠”(下層,起分離作用)和 “濃縮膠”(上層,使樣品濃縮成窄帶,提高分辨率)。
樣品處理:蛋白質(zhì)樣品與 SDS 上樣緩沖液(含 SDS、還原劑 β- 巰基乙醇、溴酚藍(lán)指示劑)混合,95℃加熱 5-10 分鐘,使蛋白質(zhì)變性并結(jié)合 SDS。
上樣與電泳:將處理好的樣品加入凝膠加樣孔,同時(shí)加入 “蛋白質(zhì)分子量標(biāo)準(zhǔn)品”(Marker),接通電源(濃縮膠用低電壓,分離膠用高電壓),溴酚藍(lán)指示劑遷移至凝膠底部時(shí)停止電泳。
檢測(cè)與分析:
染色:常用考馬斯亮藍(lán)染色(簡(jiǎn)單快速,檢測(cè)限~0.1μg)或銀染(靈敏度高,檢測(cè)限~1ng);
成像與分析:通過凝膠成像儀拍攝條帶,結(jié)合 Marker 判斷目標(biāo)蛋白質(zhì)的分子量,通過條帶亮度半定量分析蛋白質(zhì)含量。
后處理(保證涂層性能穩(wěn)定)
烘干固化:將工件放入高溫烘箱,按涂料要求控制溫度(陰極電泳 160-180℃,陽極電泳 140-160℃)和時(shí)間(20-40 分鐘),使涂層交聯(lián)固化,形成終的機(jī)械性能和耐腐蝕性(固化參數(shù)直接影響涂層硬度、附著力)。
冷卻檢驗(yàn):工件自然冷卻后,檢測(cè)涂層外觀(無流掛、針孔、色差)、厚度(用膜厚儀測(cè)量)、附著力(劃格法測(cè)試,需達(dá)到 GB/T 9286 標(biāo)準(zhǔn) 0 級(jí)或 1 級(jí))、耐腐蝕性(鹽霧測(cè)試、耐溶劑測(cè)試)。
純水洗
目的:用去離子水(電導(dǎo)率<10μS/cm)終清洗,徹底去除工件表面的離子雜質(zhì)(如鈣、鎂離子)。
工藝:浸泡或噴淋,時(shí)間 1-2 分鐘,防止后續(xù)電泳時(shí)產(chǎn)生針孔、縮孔等缺陷。
烘干
目的:去除工件表面的水分,避免電泳時(shí)水分帶入槽液導(dǎo)致涂層出現(xiàn)氣泡。
工藝:在 80-120℃烘箱中烘干,時(shí)間 15-30 分鐘(根據(jù)工件大小調(diào)整),確保表面完全干燥。