分子電荷特性:分子所帶電荷的數(shù)量與性質決定其在電場中的受力方向和大小。例如,帶正電荷的分子會向負極遷移,,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(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:緩沖液的導電性和 pH 值至關重要,。合適的導電性能夠保證電場穩(wěn)定,而 pH 值則影響分子的帶電狀態(tài) ,。例如,在蛋白質電泳中,,SDS-PAGE 緩沖液體系能夠使蛋白質變性并帶上負電荷,,從而實現(xiàn)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,都能輕松應對 ,。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樣本進行電泳,加快實驗進程 ,。
廣泛的凝膠兼容性:既適用于 Mini - PROTEAN 預制膠,,也能配合手工灌制膠使用 。對于一些需要特殊凝膠配方的實驗,科研人員可以自行配制凝膠進行實驗,;而在追求便捷性時,,也可選用預制膠,滿足不同實驗場景需求 ,。
便捷的操作設計:擁有的密封機制,,在灌膠過程中能有效防止組裝錯誤和漏膠情況 。凸輪卡鎖的制膠框操作簡便,,可在任意平面精準對齊玻璃板,,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(wěn)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制(99000 V - hr)等輸出模式 ,。科研人員可依據(jù)實驗類型,、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 。能夠精確設定電泳所需的各項參數(shù),,確保實驗條件的準確性和可重復性 ,。同時,可定時 1 分鐘到 99 小時 59 分鐘,,滿足不同實驗時長需求 ,。
人性化功能設計:儲存 9 個方法,每個方法最多可設置 9 個步驟,,方便科研人員保存常用實驗程序,,下次使用時直接調用,節(jié)省設置時間 ,。具備暫停 / 繼續(xù)功能,,運行過程中可隨時改變已編程參數(shù),無需重新設定時間,,提高實驗操作的靈活性 ,。
安全可靠的系統(tǒng):
全面的安全防護:具備空載監(jiān)測,、荷載突變監(jiān)測,、過載 / 短路監(jiān)測,、地面漏電保護以及過壓保護等多重安全防護機制 。保障實驗人員操作安全,,防止因設備故障引發(fā)安全事故,,同時保護儀器設備免受損壞,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:收到套裝后,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(fā)現(xiàn)問題,及時聯(lián)系供應商處理 ,。
凝膠制備(以手工灌制聚丙烯酰胺凝膠為例):
準備試劑:依據(jù)實驗需求,,準備好丙烯酰胺、甲叉雙丙烯酰胺,、Tris - HCl 緩沖液,、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(jù)所需凝膠濃度和體積,,精確計算各試劑用量 。例如,,配制 10% 的聚丙烯酰胺凝膠,,假設總體積為 10 ml,需計算出丙烯酰胺和甲叉雙丙烯酰胺混合液(一般為 30% 的儲備液),、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,充分攪拌均勻 ,。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 。注意,,APS 和 TEMED 加入后,,凝膠會在短時間內開始聚合,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,,將蛋白質樣品與適量的上樣緩沖液(如含 SDS、β - 巰基乙醇,、溴酚藍等的緩沖液)按 1:1 或其他合適比例混合 ,。在 100°C 加熱 3 - 5 分鐘,使蛋白質變性,,破壞其高級結構,,使其帶上負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:對于核酸樣品,,根據(jù)實驗目的,可選擇是否進行酶切,、PCR 擴增等預處理 ,。同樣與核酸上樣緩沖液(含甘油、溴酚藍等)混合,,甘油可增加樣品密度,,便于加樣時樣品沉入加樣孔 。
組裝電泳槽:
將制膠架放置在平穩(wěn)桌面,,確保其穩(wěn)定 ,。抬起制膠架兩側的羽狀開關,,放開卡門,平放制膠架 ,。
先將厚玻璃平板放入制膠架,,再放入兩側墊片,最后放入帶凹型的玻璃平板 ,。合上卡門,,同時按壓兩側羽狀開關,,直至聽到 “咔嚓” 聲,,確保卡門緊閉,,玻璃平板安裝牢固 ,。
灌分離膠:用移液器將配制好的分離膠溶液緩慢加入制膠玻板之間,動作要平穩(wěn),,避免產生氣泡 ,。加至液面達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),,梳子的厚面向實驗者,插入過程要緩慢且保持水平,,避免產生氣泡 ,。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,松開卡門 ,。將帶有凝膠的玻璃夾板放入電泳槽內,,注意兩玻璃夾板的凹玻板均應與電泳槽內芯接觸 ,。若僅電泳一塊膠,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,,讓內槽水位超過凹形板的缺口,但低于方形板的上沿 ,。注意緩沖液添加過程中要避免產生氣泡,,確保緩沖液均勻分布 。
加樣:使用微量加樣器或普通加樣槍,,在梳井內按預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,,用于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電源供應器正確連接,注意正負極對應(通常紅色為正極,,黑色為負極) ,。
設置參數(shù):打開電源供應器開關,顯示屏亮起 ,。根據(jù)實驗類型和需求,,設置電壓、電流,、功率,、時間等參數(shù) 。例如,,在蛋白質 SDS - PAGE 電泳中,,濃縮膠階段可設置電壓為 80 - 100 V,時間約 20 - 30 分鐘,;分離膠階段將電壓調至 120 - 150 V,,時間根據(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,,也需相應設置合適參數(shù) ,。設置完成后,可將該程序保存,,方便后續(xù)相同實驗調用 ,。
開始電泳:確認參數(shù)設置無誤后,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有氣泡產生,表明電流通過 ,。在電泳過程中,,密切關注電源供應器顯示屏上的參數(shù)變化,,以及電泳槽內樣品指示劑(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(fā)現(xiàn)參數(shù)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,、緩沖液,、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,,關閉電源 ,。小心取出電泳槽內的玻璃夾板,準備后續(xù)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 溶于 40% 甲醇和 10% 乙酸的溶液)中,,室溫下振蕩染色 1 - 2 小時 。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,蛋白質條帶顯現(xiàn) ,。銀染法則靈敏度更高,,但操作較為復雜,,需依次進行固定、敏化,、銀染,、顯影等步驟,具體操作可參考相關實驗手冊 ,。
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凝膠成像系統(tǒng)進行觀察和分析 ,。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 產物的大小、純度等 ,。
設備維護:實驗結束后,,及時清洗電泳槽和配件 。先用去離子水沖洗電泳槽內外壁,,去除殘留的緩沖液和凝膠碎片 ,。對于難以清洗的污漬,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 ,。清洗后,用干凈的布擦干或自然晾干 ,。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(huán)境 ,。
試劑安全:在凝膠制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(huán)境中進行 ,。對于有毒有害試劑,要嚴格按照操作規(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)過特殊處理后才能排放 ,。
實驗條件優(yōu)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(shù) 。例如,,對于分子量較大的蛋白質,,可適當降低凝膠濃度;對于復雜的核酸樣品,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,要注意控制實驗環(huán)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,要保證每個通道加樣量一致 ,。加樣過程中若產生氣泡,,應及時排除,否則氣泡會干擾樣品遷移,,使條帶出現(xiàn)異常 ,。
安全用電:電源供應器為電泳提供電力,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,務必先關閉電源供應器 ,。不要在潮濕環(huán)境中使用電源供應器,,避免水濺入設備內部引發(fā)短路或其他故障 。若發(fā)現(xiàn)電源供應器有異常發(fā)熱,、冒煙,、異味等情況,應立即切斷電源,,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 ,。
解決方法:更換新鮮的試劑,,嚴格按照配方準確量取各試劑 ,。根據(jù)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,,可嘗試將其放置在 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;緩沖液使用次數(shù)過多,,離子強度改變 ,。
解決方法:優(yōu)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間,摸索最佳電泳條件 ,。及時更換新鮮的緩沖液 ,。
電泳過程中電流異常:
原因:電極連接不良;電泳槽內緩沖液不足或干涸,;凝膠有裂縫或破損,;電源供應器故障 。
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,確保電泳槽內緩沖液充足 ,。若凝膠有問題,重新制備凝膠 ,。如懷疑電源供應器故障,,聯(lián)系 Bio - Rad 技術支持人員進行維修或更換 。
染色后條帶不清晰:
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 。
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