电泳图谱的图像分析
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正确分析血清蛋白电泳扫描图苏洁平,张晓静(吉林大学中日联谊医院,吉林长春130031) 血清蛋白电泳虽然是一个传统的检验项目,但目前在临床上对一些疾病的诊断(如对肝病、肾病、多发性骨髓瘤,以及一些自身免疫性疾病等)仍起着不可替代的作用。
血清蛋白电泳就是根据血清中各组分蛋白质分子量的不同,将各组分蛋白质分离开,分子大的泳动慢、分子小的泳动快,依次分为白蛋白、α12球蛋白、α22球蛋白、β2球蛋白(有时可出现前β2球蛋白带区属正常)和γ2球蛋白5个带区(或6个带区)[1,2]。
常见几种疾病的蛋白电泳变化见表1。
表1 几种常见疾病的血清蛋白电泳扫描图的变化特征病名白蛋白球蛋白α12球蛋白α22球蛋白β2球蛋白γ2球蛋白肾病↓↓↑↑↑↑↓弥慢性肝损伤↓↓↑↓↓↑肝硬化↓↓↓↓β2γ桥原发性肝癌↓↓AFP↑多发性骨髓瘤↓↓↑↑↑慢性炎症↓↑↑↑妊娠↓↑↓无丙种球蛋白血症↓↓双血蛋白血症双峰 注:↑轻度增高,↑↑明显增高,↓轻度降低,↓↓明显降低 下面对几种血清蛋白电泳扫描图作简要说明[3,4]。
1 图1:为正常人血清蛋白电泳扫描图,由左至右为白蛋白峰、α12球蛋白峰、α22球蛋白峰、β2球蛋白峰、γ2球蛋白峰。
其含量分别为52%~63%,4%~5%, 6%~9%,9%~12%,15%~23%。
2 图2及图3:见增高的γ2球蛋白峰。
肝病患者病程较长,当白蛋白和α12球蛋白降低,γ2球蛋白增高,提示病情较重。
当肝细胞严重受损时,β2球蛋白可降低,重症肝炎转为肝坏死后γ2球蛋白增高。
3 图4:可见β区到γ区连续一片,难以分开,是由于IgA、IgM、IgG同时增高所致,称β2γ桥。
β2γ桥为肝硬化所独有的特点。
如伴有α12球蛋白、α22球蛋白降低即可诊断肝硬化。
若治疗后白蛋白回升,标志治疗有效。
4 图5:见明显增高的α22球蛋白峰,β2球蛋白峰同时增高,而白蛋白峰明显减低。
由于肾病患者长期丢失白蛋白,故血清中的蛋白明显减少。
《关于“电泳”结果分析》专题巩固练习1.(2018北京卷·5)用Xho Ⅰ和Sal Ⅰ两种限制性核酸内切酶分别处理同一DNA 片段 ,酶切位点及酶切产物电泳分离结果如图 。
以下叙述不正确的是( ) A .如图中两种酶识别的核苷酸序列不同 B .如图中酶切产物可用于构建重组 DNAC .泳道①中是用 Sal Ⅰ处理得到的酶切产物D .图中被酶切的 DNA 片段是单链 DNA2.下图1 是某遗传病家系的系谱图,对该家系中1~4 号个体进行基因检测,将含有该遗传病基因或正常基因的相关DNA 片段用电泳法分离。
正常基因显示一个条带,患病基因显示为另一个不同的条带,结果如图2所示。
下列有关分析判断错误的是( )A .图2 中的编号c 对应系谱图中的4 号个体B .条带2 的DNA 片段含有该遗传病致病基因C .8 号个体的基因型与3 号个体的基因型相同的概率为23D .9 号个体与该遗传病致病基因携带者结婚,孩子患病的概率为183.已知甲、乙两种病均为单基因遗传病,其中一种病为伴性遗传,Ⅱ9性染色体缺失了一条(XO),现对Ⅰ1、Ⅰ3、Ⅰ4个体的相关基因进行电泳(电泳可将不同类型的基因进行分离),结果如下图。
下列有关叙述不正确的是( )A .甲病不可能为伴X 染色体隐性遗传病B .若Ⅱ9患有乙病,则导致其染色体异常的原因只有可能是Ⅰ3的减数分裂过程发生异常C .若Ⅱ6与Ⅱ7婚配,则生出患乙病孩子的概率为18D .若对Ⅱ8进行基因电泳,可得到3条条带4.为了解基因结构,通常选取一特定长度的线性DNA分子,先用一种限制酶切割,通过电泳技术将单酶水解片段分离,计算相对大小;然后再用另一种酶对单酶水解片段进行降解,分析片段大小。
下表是某小组进行的相关实验。
已知一线性DNA序列共有5000 bp (bp为碱基对)第一步水解产物(单位bp)第二步水解产物(单位bp)A酶切割2100 将第一步水解产物分离后,分别用B酶切割1900 2001400 800 6001000 1000500 500B酶切割2500 将第一步水解产物分离后,分别用A酶切割1900 6001300 800 5001200 1000 200 经A酶B酶同时切割1900 1000 800 600 500 200(1)由实验可知,在这段已知序列上,A酶与B酶的识别序列分别为____个和_____个。
各位临床医生:我科新购入的全自动蛋白电泳分析仪,可进行血清蛋白电泳及血红蛋白电泳检测,现开展将近一个月了,从开展的情况看,血红蛋白电泳检测项目比较多,可血清蛋白电泳开单比较少,现用图表的格式将血清蛋白电泳检测的临床意义提供给各位,敬请各位临床医生多开单检查!血清蛋白电泳临床意义图表图1 典型的正常的血清蛋白电泳图谱图2 多发性骨髓瘤异常的血清蛋白电泳带型。
请注意gamma区域的带型特点表3.表4:1)持续高浓度型:诊断的特异性高,中晚期肝癌居多;2)马鞍型:较少见,但容易漏诊,当AFP增高在后峰时,往往已出现明显的肝癌表现;3)急剧上升型:多见于肿瘤发生迅速,恶性程度较高的肝癌,但是偶见AFP急剧升高,又迅速下降伴ALT升高的急性肝坏死;4)稳定上升型,定期检查,稳定上升,最有诊断价值;5)反复波浪型,多见于急慢性良性肝病。
并且人血清中的甲胎蛋白浓度的升降对于病情的发展、疗效的观察、肝癌的复发观察有很大的价值。
本公司推出的甲胎蛋白试剂盒是检测人血清中的甲胎蛋白水平,胶乳增强的免疫方法,有较高的准确性和重复性。
HCY:用于检测血浆或血清中的同型半胱氨酸同型半胱氨酸(Hcy)是蛋氨酸代谢产生的一种含硫的氨基酸,80%的Hcy在血中通过二硫键与蛋白结合,只有很少一部分游离同型半胱氨酸参加循环。
Hcy水平与心血管疾病密切相关。
是心血管疾病发病的一个重要危险因子。
血液中增高的Hcy因为刺激血管壁引起动脉血管的损伤,导致炎症和管壁的斑块形成,最终引起心脏血流受阻。
高同型半胱氨酸尿症患者,由于严重遗传缺陷影响Hcy代谢,造成高Hcy血症。
轻微的遗传缺陷或VB营养缺乏会伴随中度或轻度的Hcy升高,也会增加心脏病的危险。
Hcy升高还可引起神经管畸形及先天性畸形等出生缺陷类疾病HbA1C:糖化血红蛋白是美国糖尿病协会,英国糖尿病研究计划和糖尿病控制和临床实验室推荐的一项重要检测项目。
目前,糖化血红蛋白实验反映糖尿病病人近2-3个月的平均血糖水平,用于糖尿病病人的监测管理。
详析高考电泳图谱的分析方法作者:邓过房来源:《广东教育·高中》2016年第10期DNA电泳是基因工程中最基本的技术。
近年来基于DNA电泳图谱分析与比较,结合高中所学的基因诊断、DNA指纹技术以及基因克隆等相关内容的遗传学试题考查较为常见。
以遗传学基本知识为背景,以DNA电泳图谱为情境,强调情境与立意相结合,体现高考能力考核目标和要求,很好地考查学生的获取与处理表达信息能力和应用分析能力。
一、电泳图谱概述1. 原理。
电泳是利用带电分子或离子所带电荷或分子量不同,在电场中移动距离(或速度)不同的原理分离分子或离子的方法,如等位基因A与a,经限制酶切开后,由于相关片段分子量等差异,在电场中移动距离不同,从而使两种基因得以分离。
2. 实例。
对图1中1~4号个体进行基因检测,将含有该遗传病基因或正常基因的相关DNA片段各自用电泳法分离。
正常基因显示一个条带,患病基因显示为另一个不同的条带,结果如图2。
请据图1、图2分析图1中5号及7号个体基因电泳条带应为何类?分析如下:(1)先据图1求得1~4号个体基因型,4为aa,则1、2均为Aa,3为AA或Aa。
(2)将1~4基因型与图2的电泳图谱作对照发现只有c编号的个体基因电泳带特别——只有条带2,无条带1,则c所代表的个体中基因型为“纯合子”,即只含一种基因,由此推测c 为1~4中的4号个体。
进一步结合图1与图2可推知a、b、d所代表的个体既含A又含a(由此确定3号不可能为AA)。
(3)由5、6均正常,所生女儿7号为患者可推知:5号基因型为Aa,应含条带1、条带2,7号个体基因型为aa,其电泳条带应与c吻合。
二、典例剖析【例1】(2015·江苏卷)由苯丙氨酸羟化酶基因突变引起的苯丙氨酸代谢障碍,是一种严重的单基因遗传病,称为苯丙酮尿症(PKU),正常人群中每70 人有1 人是该致病基因的携带者(显、隐性基因分别用 A、a 表示)。
图3是某患者的家族系谱图,其中Ⅱ1、Ⅱ2、Ⅱ3 及胎儿Ⅲ1(羊水细胞)的 DNA 经限制酶 Msp玉消化,产生不同的片段(kb 表示千碱基对),经电泳后用苯丙氨酸羟化酶 cDNA 探针杂交,结果见图4。
电泳图谱中条带的数目表示电泳图谱(electrophoregram)是通过电泳将一个混合物样品(如血清)在支持介质上分成区带。
但须将电泳条经过染色,使区带显示出来而得电泳图谱。
还可以进一步在光密度计上进行扫描而获得记录图谱。
基本原理带电粒子在电场的作用下,向着与其电性相反的电极移动的现象,称为电泳。
利用带电粒子在电场中移动速度不同,对混合物各组份进行分离、纯化和测定的技术称为电泳技术。
可分离的样品即可以是大分子的蛋白质、多糖、核酸,也可以是小分子的氨基酸,核苷等。
电泳方式差别很大.但基本原理是一致的,即:待分离样品中各种分子在同一pH下带电性质和带电量以及分子本身大小、形状等性质的差异,使带电分子在电场中产生不同的迁移速度,从而实现对样品分离、鉴定或提纯。
电泳分类不同种类的电泳实现方式和技术关键各不相同,纷繁复杂:尚没有任何一种分类体系可以做到不重复的涵盖所有电泳方式。
综合考虑支持物类型、电泳原理、用途等因素的系统分类方法简单清晰,而且主要的电泳种类都能在该体系中找到自己的位置。
按是否使用支持物分为无支持物的电泳技术此类电泳也称自由电泳。
电泳方式是直接将待测样品溶于适当的缓冲液中,在缓冲液两端通电,形成电场,带点粒子在溶液中自由泳动达到分离的效果。
包括Tise-leas式微量电泳、显微电泳、等电聚焦电泳、等速电泳及密度梯度电泳等。
自由电泳由于电泳仪构造复杂、体积庞大,操作要求严格,价格昂贵等原因,发展比较缓慢。
往往只有当其他技术难以满足分析、分离要求时才会选择自由电泳,如等电聚焦电泳是准确测量蛋白质等电点的无可替代的方法。
有支持体的电泳技术电泳方式是选择滤纸、凝胶等适当物质做支持物,将支持物两端或全部浸入缓冲液中,并达到缓冲体系平衡,在支持物上加样,缓冲液两端加电压,形成电场从而实现电泳效果。
带点粒子本身性质和支持物口径大小等因素共同决定其泳动的最终位置。
电泳结果表现为不同组份形成相隔离的区带,故此类电泳又称区带电泳,包括纸电泳,醋酸纤维薄膜电泳,薄层电泳,粉末电泳(支持物有:淀粉,纤维素粉,玻璃粉等),凝胶电泳(聚丙烯酰凝胶,硅胶,琼脂(糖)凝胶)。
电泳图像例析【技法必备】1.原理电泳是利用带电分子或离子所带电荷或分子量不同,在电场中移动距离(或速度)不同的原理分离分子或离子的方法,如等位基因A与a,经限制酶切开后,由于相关片段分子量等差异,在电场中移动距离不同,从而使两种基因得以分离。
2实例对图1中1~4号个体进行基因检测,将含有该遗传病基因或正常基因的相关DNA片段各自用电泳法分离。
正常基因显示一个条带,患病基因显示为另一个不同的条带,结果如图2。
请据图1、图2分析图1中5号及7号个体基因电泳条带应为何类?分析如下(1)先据图1求得1~4号个体基因型,设4为aa,则1、2均为Aa,3为AA或Aa。
(2)将1~4号个体基因型与图2的电泳图谱作对照发现只有c编号的个体基因电泳带特别,只有一条带2,无条带1,则c所代表的个体中基因型为纯合子”,即只含一种基因,由此推测c为图1~4号中的4号个体。
进一步结合图1与图2可推知a、b、d所代表的个体既含A又含a(由此确定3号不可能为A)。
(3)由5、6均正常,所生女儿7号为患者可推知:5号基因型为Aa,应含条带1,条带2,7号个体基因型为aa,其电泳条带应与c吻合。
【题型推荐】1.人类基因组中有大量短串联重复序列(STR),重复次数在不同个体间存在差异,具有高度多样性。
提取某犯罪现场证据DNA 及嫌疑人DNA,PCR扩增某基因座STR后电泳,结果如图,据此可排除嫌疑的是( )A.甲B.乙C.丙D.丁【解答】解:根据图示分析可知:嫌疑人丙的DNA经PCR扩增某基因座STR后电泳,有一段与证据DNA不同,而甲、乙、丁的DNA经PCR扩增某基因座STR后电泳,都与证据DNA相同,据此可排除嫌疑的是丙。
故选:C。
2.戈谢病是山于患者缺乏β一葡糖脑廿脂酶,从而引起大址的葡糖脑苷脂在细胞内积聚,导致患者出现肝脾肿大等现象( Y 染色体上不存在该基因).如图是用凝胶电泳的方法得到的某患者家系该遗传病的基因带谱,据图分析下列推断不正确的是( )3.如图是甲、乙两种单基因遗传病的家系图,以及各家庭成员的相关基因用不同限制酶处理后的电泳结果图。