合理選擇凝膠濃度:依據(jù)目標(biāo)蛋白質(zhì)分子量精準(zhǔn)匹配凝膠濃度是關(guān)鍵。當(dāng)分析小于 20kDa 的小分子蛋白質(zhì)時(shí),12% - 15% 的高濃度凝膠能提供更細(xì)密的分子篩效應(yīng),限制小分子蛋白質(zhì)的遷移,實(shí)現(xiàn)精細(xì)分離;而對于大于 100kDa 的大分子蛋白質(zhì),7% - 10% 的低濃度凝膠更合適,較大的孔徑可確保大分子順利通過凝膠。若樣品蛋白質(zhì)分子量范圍跨度大,梯度凝膠(如 4% - 20%)能實(shí)現(xiàn)從低濃度到高濃度的過渡,使不同大小蛋白質(zhì)在凝膠的不同區(qū)域得到最佳分離 。
嚴(yán)格把控凝膠聚合:聚合過程中,溫度、催化劑用量都會(huì)影響凝膠質(zhì)量。將聚合溫度嚴(yán)格控制在 20 - 25℃,能保證凝膠孔徑均勻;精確添加過硫酸銨(APS)和四甲基乙二胺(TEMED),APS 作為引發(fā)劑,TEMED 加速聚合反應(yīng),二者比例失調(diào)會(huì)導(dǎo)致凝膠聚合異常。同時(shí),新鮮配制 APS 溶液,且 1 周內(nèi)使用,可保證其活性,避免因引發(fā)劑失效造成聚合、孔徑不均的問題。
精準(zhǔn)控制上樣量:上樣量過多會(huì)使蛋白質(zhì)在凝膠中過度堆積,導(dǎo)致條帶拖尾、重疊,嚴(yán)重影響分辨率。一般每孔總蛋白上樣量控制在 10 - 20μg,純化蛋白質(zhì)樣品 5 - 10μg 即可。使用校準(zhǔn)后的微量移液器,緩慢且精準(zhǔn)地吸取和添加樣品,防止樣品溢出污染相鄰泳道,同時(shí)保證各泳道上樣量一致,避免因上樣差異干擾分辨率。
優(yōu)化樣品變性處理:樣品與上樣緩沖液混合后,煮沸時(shí)間需精準(zhǔn)控制。通常 5 - 10 分鐘為宜,時(shí)間過短蛋白質(zhì)無法充分變性,影響其在凝膠中的遷移;時(shí)間過長,部分蛋白質(zhì)可能發(fā)生聚集,形成大分子復(fù)合物,改變遷移特性。對于含大量二硫鍵的蛋白質(zhì),可適當(dāng)延長煮沸時(shí)間至 10 分鐘,確保二硫鍵充分?jǐn)嗔?,使蛋白質(zhì)伸展為線性分子。
優(yōu)化電泳緩沖液:Tris - 甘氨酸緩沖液是常用選擇,但要確保其 pH 穩(wěn)定在 8.3 左右,pH 波動(dòng)會(huì)改變蛋白質(zhì)所帶電荷,影響遷移速度和分離效果。定期更換電泳緩沖液,隨著電泳進(jìn)行,緩沖液中離子不斷消耗,離子強(qiáng)度改變會(huì)影響電場穩(wěn)定性和蛋白質(zhì)遷移,一般連續(xù)使用 2 - 3 次后更換新緩沖液。對于對分辨率要求高的小分子蛋白質(zhì)分離,可嘗試 MOPS 或 MES 緩沖系統(tǒng),它們能提供更穩(wěn)定的 pH 環(huán)境和更好的分離效果。
調(diào)整電泳電壓與時(shí)間:降低電泳電壓并適當(dāng)延長電泳時(shí)間,可使蛋白質(zhì)在凝膠中遷移更充分,減少擴(kuò)散,獲得更清晰條帶。例如,將電壓從 200V 降至 100V,雖然電泳時(shí)間延長,但蛋白質(zhì)有更充足時(shí)間依據(jù)分子量差異進(jìn)行分離,分辨率顯著提高。同時(shí),采用分步電壓策略,開始用較低電壓(如 80V)使蛋白質(zhì)在凝膠中均勻分布,再逐步升高電壓(如 120V)加快分離進(jìn)程,也是提升分辨率的有效方法。
運(yùn)用梯度凝膠電泳:梯度凝膠的孔徑沿凝膠長度方向逐漸變化,蛋白質(zhì)在遷移過程中,隨著孔徑變小,不同分子量蛋白質(zhì)在合適孔徑處停止遷移,實(shí)現(xiàn)更精細(xì)分離。相較于均一濃度凝膠,梯度凝膠能在同一凝膠上分離更寬分子量范圍的蛋白質(zhì),且條帶更銳利、分辨率更高,尤其適合復(fù)雜蛋白質(zhì)混合物分析。
選擇高質(zhì)量預(yù)制膠與設(shè)備:高質(zhì)量預(yù)制膠經(jīng)過嚴(yán)格質(zhì)量控制,凝膠濃度均一、聚合條件穩(wěn)定,能減少因手工制膠誤差導(dǎo)致的分辨率降低問題。同時(shí),確保電泳槽干凈無污染,殘留的 SDS、蛋白質(zhì)會(huì)干擾電場分布和蛋白質(zhì)遷移;使用精準(zhǔn)控溫、穩(wěn)定電場的電泳儀,為蛋白質(zhì)分離提供穩(wěn)定環(huán)境,也是提高分辨率的重要保障。