合理選擇凝膠濃度:依據目標蛋白質分子量精準匹配凝膠濃度是關鍵。當分析小于 20kDa 的小分子蛋白質時,12% - 15% 的高濃度凝膠能提供更細密的分子篩效應,限制小分子蛋白質的遷移,實現精細分離;而對于大于 100kDa 的大分子蛋白質,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。若樣品蛋白質分子量范圍跨度大,梯度凝膠(如 4% - 20%)能實現從低濃度到高濃度的過渡,使不同大小蛋白質在凝膠的不同區域得到最佳分離 。
嚴格把控凝膠聚合:聚合過程中,溫度、催化劑用量都會影響凝膠質量。將聚合溫度嚴格控制在 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 作為引發劑,TEMED 加速聚合反應,二者比例失調會導致凝膠聚合異常。同時,新鮮配制 APS 溶液,且 1 周內使用,可保證其活性,避免因引發劑失效造成聚合、孔徑不均的問題。
精準控制上樣量:上樣量過多會使蛋白質在凝膠中過度堆積,導致條帶拖尾、重疊,嚴重影響分辨率。一般每孔總蛋白上樣量控制在 10 - 20μg,純化蛋白質樣品 5 - 10μg 即可。使用校準后的微量移液器,緩慢且精準地吸取和添加樣品,防止樣品溢出污染相鄰泳道,同時保證各泳道上樣量一致,避免因上樣差異干擾分辨率。
優化樣品變性處理:樣品與上樣緩沖液混合后,煮沸時間需精準控制。通常 5 - 10 分鐘為宜,時間過短蛋白質無法充分變性,影響其在凝膠中的遷移;時間過長,部分蛋白質可能發生聚集,形成大分子復合物,改變遷移特性。對于含大量二硫鍵的蛋白質,可適當延長煮沸時間至 10 分鐘,確保二硫鍵充分斷裂,使蛋白質伸展為線性分子。
優化電泳緩沖液:Tris - 甘氨酸緩沖液是常用選擇,但要確保其 pH 穩定在 8.3 左右,pH 波動會改變蛋白質所帶電荷,影響遷移速度和分離效果。定期更換電泳緩沖液,隨著電泳進行,緩沖液中離子不斷消耗,離子強度改變會影響電場穩定性和蛋白質遷移,一般連續使用 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分離,可嘗試 MOPS 或 MES 緩沖系統,它們能提供更穩定的 pH 環境和更好的分離效果。
調整電泳電壓與時間:降低電泳電壓并適當延長電泳時間,可使蛋白質在凝膠中遷移更充分,減少擴散,獲得更清晰條帶。例如,將電壓從 200V 降至 100V,雖然電泳時間延長,但蛋白質有更充足時間依據分子量差異進行分離,分辨率顯著提高。同時,采用分步電壓策略,開始用較低電壓(如 80V)使蛋白質在凝膠中均勻分布,再逐步升高電壓(如 120V)加快分離進程,也是提升分辨率的有效方法。
運用梯度凝膠電泳:梯度凝膠的孔徑沿凝膠長度方向逐漸變化,蛋白質在遷移過程中,隨著孔徑變小,不同分子量蛋白質在合適孔徑處停止遷移,實現更精細分離。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,且條帶更銳利、分辨率更高,尤其適合復雜蛋白質混合物分析。
選擇高質量預制膠與設備:高質量預制膠經過嚴格質量控制,凝膠濃度均一、聚合條件穩定,能減少因手工制膠誤差導致的分辨率降低問題。同時,確保電泳槽干凈無污染,殘留的 SDS、蛋白質會干擾電場分布和蛋白質遷移;使用精準控溫、穩定電場的電泳儀,為蛋白質分離提供穩定環境,也是提高分辨率的重要保障。