蛋白質(zhì)電泳 是一種利用電場作為驅(qū)動力，在凝膠介質(zhì)中根據(jù)蛋白質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)（主要是分子量和電荷）將其分離和分析的實驗技術(shù)。它是現(xiàn)代分子生物學(xué)和生物化學(xué)實驗室中最基礎(chǔ)、最重要的技術(shù)之一。

一、蛋白電泳儀核心原理

蛋白質(zhì)是帶電荷的生物大分子。在電場中，帶電粒子會向與其電荷相反的電極移動（電泳）。蛋白質(zhì)電泳的關(guān)鍵在于：

1、賦予蛋白質(zhì)均勻的負(fù)電荷：通常使用SDS（十二烷基）和還原劑（如β-巰基乙醇）處理蛋白質(zhì)樣品。SDS是一種陰離子去污劑，它能：

（1）破壞蛋白質(zhì)的非共價結(jié)構(gòu)（變性）。

（2）與蛋白質(zhì)主鏈緊密結(jié)合，使單位質(zhì)量的蛋白質(zhì)結(jié)合的SDS量大致相同，從而掩蓋蛋白質(zhì)自身所帶的電荷，使其全部帶上均勻的負(fù)電荷。

（3）還原劑則能打斷蛋白質(zhì)中的二硫鍵，使其伸展為線性結(jié)構(gòu)。

結(jié)果：在SDS存在下，蛋白質(zhì)的泳動速率僅取決于其分子量，而與原始電荷和形狀無關(guān)。

2、提供分子篩效應(yīng)：

使用聚丙烯酰胺凝膠作為介質(zhì)。這種凝膠具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，像“篩子"一樣。小分子蛋白質(zhì)可以快速穿過網(wǎng)格，移動較快；大分子蛋白質(zhì)則會被網(wǎng)格阻礙，移動較慢。

結(jié)果：在電泳結(jié)束時，蛋白質(zhì)會按照分子量從大到小的順序在凝膠上排列成一系列條帶。

二、蛋白電泳儀主要類型

1、SDS-PAGE

（1）全稱：十二烷基-聚丙烯酰胺凝膠電泳。

（2）用途：常用的蛋白質(zhì)電泳方法，主要用于分離蛋白質(zhì)、測定其分子量。這是進(jìn)行Western Blot（WB） 的步驟。

2、非變性PAGE

（1）原理：電泳過程中不使用SDS和還原劑，蛋白質(zhì)保持其天然構(gòu)象和活性。

（2）用途：根據(jù)蛋白質(zhì)自身的電荷、大小和形狀進(jìn)行分離，用于研究蛋白質(zhì)復(fù)合物、活性分析和等電點相近蛋白的分離。

3、等電聚焦

（1）原理：在具有pH梯度的凝膠中進(jìn)行。蛋白質(zhì)在電場中移動，當(dāng)移動到其等電點（pI，此時蛋白質(zhì)凈電荷為零）的pH位置時，就會停止移動。

（2）用途：用于分離不同等電點的蛋白質(zhì)，是雙向電泳的一部分。

4、雙向電泳

（1）原理：向進(jìn)行等電聚焦（按pI分離），第二向進(jìn)行SDS-PAGE（按分子量分離）。

（2）用途：是蛋白質(zhì)組學(xué)研究中的經(jīng)典技術(shù)，可以在一塊凝膠上分離數(shù)千種蛋白質(zhì)點，用于復(fù)雜蛋白質(zhì)樣品的全局分析。

三、蛋白電泳儀標(biāo)準(zhǔn)實驗流程

以常用的SDS-PAGE為例：

1、制膠：通常制備兩層凝膠：

（1）濃縮膠（上層，低濃度）：將樣品壓縮成一條細(xì)線，使所有蛋白從同一起跑線開始分離。

（2）分離膠（下層，高濃度）：根據(jù)分子量大小對蛋白質(zhì)進(jìn)行精細(xì)分離。

2、樣品制備：將蛋白質(zhì)樣品與含有SDS和還原劑的上樣緩沖液混合，加熱變性。

3、上樣與電泳：將處理好的樣品加入凝膠的加樣孔中，接通電源，在電場作用下開始電泳。

4、染色與成像：電泳結(jié)束后，使用染料對蛋白質(zhì)進(jìn)行染色（如考馬斯亮藍(lán)、銀染），使條帶可視化。

四、蛋白電泳儀主要應(yīng)用

1、分子量測定：通過與已知分子量的蛋白Marker（標(biāo)準(zhǔn)品）比較，估算未知蛋白的分子量。

2、蛋白質(zhì)純度分析：判斷樣品中是否含有雜質(zhì)蛋白。

3、蛋白質(zhì)表達(dá)分析：比較不同條件下（如疾病/正常、處理/未處理）樣品中目標(biāo)蛋白的表達(dá)量差異。

4、Western Blot（WB）的必經(jīng)步驟：為后續(xù)的免疫印跡檢測提供分離好的蛋白質(zhì)。

5、蛋白質(zhì)組學(xué)研究：作為復(fù)雜樣品分離和分析的基礎(chǔ)工具。

6、蛋白質(zhì)相互作用研究：非變性電泳可用于分析蛋白質(zhì)復(fù)合物。

五、結(jié)果解讀

1、單一條帶：表明蛋白質(zhì)樣品純度很高。

2、多條條帶：可能是樣品含有多種蛋白，或目標(biāo)蛋白發(fā)生降解（通常會在主條帶下方出現(xiàn)“拖尾"或彌散小條帶）。

3、條帶位置：通過與蛋白Marker比較，可以判斷目標(biāo)條帶的分子量是否正確。

4、條帶粗細(xì)/亮度：在相同上樣量下，可以粗略比較同一種蛋白在不同樣品中的表達(dá)豐度（但這不是精確定量方法）。