5×SDS-PAGE 上样缓冲液配制指南(5 mL)
概述
5×SDS-PAGE上样缓冲液是SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)中蛋白样品前处理的核心试剂。其各组分分工明确,协同确保蛋白质在电泳前得到充分变性和均匀电荷修饰。
各组分功能:
| 组分 | 功能 |
|---|---|
| Tris-HCl(pH 6.8) | 提供稳定的碱性缓冲环境,配合浓缩胶pH 6.8实现蛋白样品的浓缩效应 |
| SDS(10%) | 强阴离子去垢剂,破坏蛋白质非共价键(氢键、疏水键),使蛋白质变性并包裹负电荷,使电荷/质量比趋于一致 |
| β-巯基乙醇(2-ME) | 还原剂,断裂蛋白质分子内和分子间的二硫键(-S-S-),将多亚基蛋白还原为单体多肽链 |
| 甘油(50%) | 增加样品密度,使样品顺利沉入凝胶上样孔底部,防止漂浮扩散 |
| 溴酚蓝(BPB) | 示踪染料,指示电泳前沿位置,便于判断电泳进程 |
💡 SDS与β-ME协同作用:SDS破坏蛋白质的高级结构(非共价键),β-ME还原断裂二硫键(共价键)。两者缺一不可,共同实现蛋白质的完全变性和亚基解聚。
β-巯基乙醇的使用前加入是延长上样缓冲液保存时间的关键。本品为5倍浓缩液,使用时与蛋白样品按1:4比例混合(最终1×)。2-ME有剧毒和恶臭,配制全过程须在通风橱内严格执行安全操作。
所需材料
| 材料 | 规格 | 用量 |
|---|---|---|
| 1 M Tris-HCl(pH 6.8) | 无菌 | 1.25 mL |
| SDS(十二烷基硫酸钠) | 电泳级 | 0.5 g |
| 溴酚蓝(Bromophenol Blue) | 分析纯 | 25 mg |
| 甘油(Glycerol) | 分析纯 | 2.5 mL |
| β-巯基乙醇(2-ME) | 分子生物学级 | 25 μL/份(使用前加) |
| 去离子水 | 超纯水 | 定容至5 mL |
| 10 mL塑料离心管 | 耐化学腐蚀 | 1支 |
详细操作流程
第一步:基础缓冲液配制(不含2-ME)
取一支10 mL塑料离心管,依次加入:
1.25 mL 1 M Tris-HCl(pH 6.8)
2.5 mL 甘油
0.5 g SDS
25 mg 溴酚蓝
加去离子水至约4 mL,盖紧管盖,涡旋振荡或使用移液器反复吹打,至SDS和溴酚蓝完全溶解。
用去离子水定容至5 mL,充分混匀。
小份分装:按单次实验用量分装(推荐500 μL/份),标注“5×SDS Loading Buffer(不含2-ME)”及配制日期。
第二步:使用前加入β-巯基乙醇
取一小份基础缓冲液(500 μL),在通风橱内加入25 μL β-巯基乙醇(2-ME) ,盖紧管盖,充分混匀。此时溶液颜色可能变为蓝绿色或淡黄色。
第三步:样品制备与加热变性
| 步骤 | 操作 |
|---|---|
| ① | 取蛋白样品,按样品:缓冲液 = 4:1比例混合(如20 μL样品 + 5 μL 5×上样缓冲液) |
| ② | 短暂涡旋混匀,瞬时离心 |
| ③ | 95~100 ℃加热5~10分钟(使蛋白质充分变性) |
| ④ | 短暂离心后上样电泳 |
β-巯基乙醇(2-ME)安全操作规范
⚠️ β-巯基乙醇具有剧毒和强烈恶臭,必须严格遵守以下安全规范:
| 安全要求 | 具体措施 |
|---|---|
| 操作环境 | 必须在通风橱内进行所有涉及2-ME的操作 |
| 手部防护 | 必须佩戴耐化学品手套(推荐双层丁腈手套) |
| 眼部防护 | 必须佩戴化学防护护目镜 |
| 呼吸防护 | 通风橱内操作,避免吸入蒸气 |
| 皮肤接触处理 | 立即用大量清水冲洗至少15分钟,并就医 |
| 废弃物处理 | 所有含2-ME的耗材、废液按有毒化学品专门收集处理 |
常见问题与解决方案
| 问题 | 原因 | 解决方法 |
|---|---|---|
| SDS难以溶解 | SDS在低温下溶解缓慢 | 室温搅拌或37 ℃水浴加热助溶;避免剧烈搅拌产生泡沫 |
| 加入β-ME后颜色变为黄色 | β-ME还原溴酚蓝 | 颜色变化属正常,不影响使用 |
| 蛋白条带拖尾或模糊 | 样品未充分变性或还原不彻底 | 延长加热时间至10分钟;检查2-ME是否失效 |
| 上样后样品漂出上样孔 | 甘油浓度不足或样品含有机溶剂 | 确保甘油比例准确;样品中SDS浓度不可过高 |
| 缓冲液在保存后出现沉淀 | SDS在低温下析出 | 室温或37℃加热溶解后即可使用 |
| 2-ME保存后失效 | 氧化(失去还原能力) | 2-ME应避光、密封、4℃保存;使用前检查是否有氧化味 |
关键操作要点
2-ME使用前加入是核心原则:β-巯基乙醇为强还原剂,在溶液中逐渐氧化失效。应在新配基础缓冲液的小份分装中按需加入,现配现用,不可预先加入全部储备液中长期保存。
颜色变化不影响使用:加入2-ME后溴酚蓝由深蓝色变为蓝绿色、绿色或黄色,这是溴酚蓝被还原剂还原的正常反应,不影响示踪功能。若颜色完全消失(变无色),则2-ME加入过量,仍可正常使用。
安全第一:2-ME的恶臭和毒性不容忽视,通风橱操作是绝对要求。若实验条件有限无法使用通风橱,可使用无臭还原剂(如TCEP)替代2-ME,但需注意浓度换算。
加热温度和时间:多数蛋白质在95~100 ℃加热5~10分钟即可充分变性。对于易降解或疏水性强的蛋白,可适当降低温度(70 ℃,10分钟)或延长加热时间。
SDS与2-ME的协同作用:SDS单独处理仅破坏非共价键,无法断裂二硫键。β-ME是断裂二硫键的关键组分,对于含二硫键的蛋白(如抗体、膜蛋白等)不可省略。
与无还原剂上样缓冲液的区别
| 比较项 | 本方案(含2-ME) | 无还原剂上样缓冲液 |
|---|---|---|
| 含β-ME | ✅ 是 | ❌ 否 |
| 二硫键断裂 | ✅ 是 | ❌ 否 |
| 多亚基蛋白 | 解聚为单体 | 保持多聚体 |
| 适用场景 | 常规SDS-PAGE、Western Blot | 非还原电泳(如抗体分析) |
应用场景
| 应用 | 说明 |
|---|---|
| SDS-PAGE蛋白电泳 | 蛋白样品变性处理(核心应用) |
| Western Blot | 转膜前样品制备 |
| 还原型蛋白电泳 | 二硫键断裂,多亚基蛋白解聚 |
| 免疫沉淀(IP)样品分析 | IP产物变性后电泳检测 |

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