双向电泳

双向电泳实验蛋白质样品制备要点1.选择适合的样品预处理方法：蛋白质样品预处理的方法包括提取、富集和纯化等。

常见的方法有溶细胞法、组织破碎法和亲和层析法等。

根据具体实验目的和样品特点，选择适合的方法进行样品预处理是确保蛋白质样品质量的重要因素。

2. 选择合适的蛋白质溶液：根据目的不同，选择适于蛋白质分离的缓冲液和胶液。

常用的缓冲液有Tris-Glycine、Tris-Tricine和Tris-Acetate等，常用的胶液有聚丙烯酰胺凝胶和聚丙烯酰胺/聚丙烯酰胺共聚物凝胶等。

根据蛋白质的特性和实验要求，选择合适的缓冲液和胶液可以提高分离效果和样品质量。

3. 蛋白质样品质量检测：在进行双向电泳实验前，需要对蛋白质样品进行质量检测。

常见的检测方法包括BCA法、Lowry法和Bradford法等。

这些方法可以测定样品中的蛋白质浓度，以确保实验的准确性和可重复性。

4.样品处理与加载：在进行双向电泳实验时，需要将蛋白质样品进行处理和加载，以便进行分离和鉴定。

样品处理的方法包括蛋白质还原、脱脂和蛋白质标记等。

蛋白质还原可使用还原剂如二巯基乙酸、巴布威和三丁基磺酸等，蛋白质脱脂可使用胰酶和胰酶胰凝乳酶等。

加载样品时，需要控制样品数量和均匀性，避免过多或过少的加载，以避免样品定位和分离差异。

5.电泳条件的优化：电泳条件的选择和优化是双向电泳实验的关键。

根据样品特性和实验目的，调整电场强度、升温速率和电泳时间等参数，以获得较好的分离效果。

此外，还需要注意电泳温度的控制，避免样品的热失活和电场影响。

6.截胶和染色：双向电泳实验结束后，需要进行截胶和染色步骤，以检测和鉴定分离的蛋白质。

截胶可使用染色剂如胭脂红和银染等，染色后可以通过人工或自动扫描仪对蛋白质进行定量和定位。

7. 数据分析和解释：双向电泳实验获得的数据需要进行分析和解释。

常见的数据分析方法包括质谱分析、2D胶电泳图像比较和蛋白质鉴定工具（如万得鉴定和Mascot等）。

双向电泳的应用及研究进展摘要:双向电泳是蛋白质组学研究中最常用的技术,具有简便、快速、高分辨率和重复性等优点。

本文重点介绍了双向电泳的基本原理及其应用。

同时对当前双向电泳技术面临的挑战和发展前景进行了讨论。

关键词: 双向电泳，应用，前景1.1双向电泳技术概述双向电泳（two-dimensional gel electrophoresis, 2-DE）是蛋白分离的黄金标准，由此可以分析生物样品的显著差别，产生的结果用于诊断疾病、发现新的药物靶标和分析潜在的环境和药物的毒性。

双向电泳分离技术利用复杂蛋白混合物中单个组分的电泳迁移，第一向通过电荷的不同分离，另一向通过质量的不同分离。

双向电泳协同质谱技术是正在出现的蛋白组学领域的中心技术。

双向电泳是一种分析从细胞、组织或其他生物样本中提取的蛋白质混合物的有力手段，是目前唯一能将数千种蛋白质同时分离与展示的分离技术，其高分辨率、高重复性和兼具微量制备的性能是其他分离方法所无与伦比的。

双向电泳技术、计算机图像分析与大规模数据处理技术以及质谱技术被称为蛋白质组研究的三大基本支撑技术。

可见双向电泳在蛋白质组学研究中的重要性。

就像Fey和Larsen在他们的综述中提到：“尽管人们都想有新技术取代它，可是如果希望对细胞活动有全面的认识，其他技术无法在分辨率和灵敏度上与双向电泳相媲美”。

1.2双向电泳基本原理1975年,意大利生化学家O’Farrell发明了双向电泳技术[1],双向电泳是指利用蛋白质的带电性和分子量大小的差异,通过两次凝胶电泳达到分离蛋白质群的技术。

双向电泳技术依据两个不同的物理化学原理分离蛋白质。

第一向电泳依据蛋白质的等电点不同,通过等电聚焦将带不同净电荷的蛋白质进行分离。

在此基础上进行第二向的SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳,它依据蛋白质分子量的不同将之分离。

双向电泳所得结果的斑点序列都对应着样品中的单一蛋白。

因此，上千种蛋白质均能被分离开来，并且各种蛋白质的等电点，分子量和含量的信息都能得到。

双向电泳操作步骤双向电泳操作步骤及相关溶液配置A(实验过程一实验原理:2-DE的第一向电泳等电聚焦是基于等电点不同而将蛋白粗步分离，第二向SDS-PAGE是基于蛋白质分子量不同，而将一向分离后的蛋白进一步分离。

这样就可以得到蛋白质等电点和分子量的信息。

二实验步骤:1. 样品的溶解取纯化后的晶体蛋白3.0mg，加入300ul裂解液(1mg蛋白:100ul裂解液)振荡器上振荡10min左右，共处理一个小时。

其中每隔10,15分钟振荡一次，然后13200rpm离心15min除杂质，取上清分装，每管70ul，—80oC保存。

2. Bradford法测蛋白含量取0.001g BSA(牛血清白蛋白)用1ml超纯水溶解,测定BSA标准曲线及样品蛋白含量。

取7个10ml的离心管，首先在5个离心管中按次序加入0ul, 5ul,10ul, 15ul, 20ul 的BSA溶解液，另2管中分别加入2 ul的待测样品溶液，再在每管中加入相应体积的双蒸水(总体积为80ul)，然后，各管中分别加入4ml的Bradford液(原来配好的Bradford液使用前需再取需要的剂量过滤一遍方能使用)，摇匀，2min在595nm下，按由低到高的浓度顺序测定各浓度BSA的OD值，再测样品OD值。

(测量过程要在一个小时内完成)。

3. 双向电泳第一向---IEF(双向电泳中一律使用超纯水)3.1 水化液的制备称取2.0mg 的DTT，用700ul水化液储液溶解后,加入8ul 0.05, 的溴酚兰，3.5ul(0.5,v/v)IPG buffer (pH 3-10)振荡混匀，13200rpm离心15min 除杂质，取上清。

在含300ug 蛋白(经验值)的样品溶解液中加入水化液，至终体积为340ul，振荡器上振荡混合,13200rpm离心15min除杂质，取上清。

3.2 点样，上胶分两次吸取样品，每次170ul, 按从正极到负极的顺序加入点样槽两侧，再用镊子拨开 Immobiline DryStrip gels (18cm，pH 3—10)胶条，从正极到负极将胶条压入槽中,胶面接触加入的样品。

双向凝胶电泳（2-DE）双向凝胶电泳的原理是第一向基于蛋白质的等电点不同用等电聚焦分离，第二向则按分子量的不同用SDS-PAGE分离，把复杂蛋白混合物中的蛋白质在二维平面上分开。

近年来经过多方面改进已成为研究蛋白质组的最有使用价值的核心方法。

分离蛋白质组所有蛋白的两个关键参数是其分辨率和可重复性。

在目前情况下，双向凝胶电泳的一块胶板（16cm×20cm）可分出3～4千个，甚至1万个可检测的蛋白斑点，这与10万个基因可表达的蛋白数目相比还是太少了。

80年代开始采用固定化pH梯度胶，克服了载体两性电解质阴极漂移等许多缺点而得以建立非常稳定的可以随意精确设定的pH梯度。

由于可以建立很窄的pH范围（如0.05U/cm)，对特别感兴趣的区域可在较窄的pH范围内做第二轮分析，从而大大提高了分辨率。

此种胶条已有商品生产，因此基本上解决了双向凝胶电泳重复性的问题。

这是双向凝胶电泳技术上的一个非常重要的突破。

第二向SDS-PAGE有垂直板电泳和水平超薄胶电泳两种做法，可分离10～100kD分子量的蛋白质。

其中灵敏度较高的银染色法可检测到4ng蛋白，最灵敏的还是用同位素标记，20ppm的标记蛋白就可通过其荧光或磷光的强度而测定。

用图像扫描仪、莱赛密度仪、电荷组合装置可把用上述方法得到的蛋白图谱数字化，再经过计算机处理，去除纵向和横向的曳尾以及背景底色，就可以给出所有蛋白斑点的准确位置和强度，得到布满蛋白斑点的图像，即所谓“参考胶图谱”。

蛋白质组研究的主要困难是对用双向凝胶电泳分离出来的蛋白，进行定性和定量的分析。

最常用的方法是先把胶上的蛋白印迹到PVDF(polyvinylidene difluoride)膜上后再进行分析，确定它们是已知还是未知蛋白。

现在的分级分析法是先做快速的氨基酸组成分析，也可先做4～5个循环的N末端微量测序，再做氨基酸组成分析；结合在电泳胶板上估计的等点电和分子量，查对数据库中已知蛋白的数据，即可作出判断。

双向电泳操作步骤-蛋白质技术水化上样(被动上样)1 .从冰箱中取出IPG胶条，室温放置IOmin o2 .沿水化盘槽的边缘从左向右线性加入样品，槽两端各Icm左右不加样，中间的样品液一定要连贯。

注意：不要产生气泡，否则会影响胶条中蛋白质的分布。

3 .用银子轻轻撕去IPG胶条上的保护层。

注意：碱性端较脆弱,应小心操作。

4 .将IPG胶条胶面朝下轻轻置于水化盘中样品溶液上。

注意：不要将样品溶液弄到胶条背面，因为这些溶液不会被胶条吸收；还使胶条下面的溶液产生气泡。

如产生了气泡，用镜子轻轻地提起胶条的一端，上下移动胶条，直到气泡被赶走。

5 .放置30~45min大部分样品被胶条吸收，沿着胶条缓慢加入矿物油,每根胶条约3m1(17cmIPG),防止胶条水化过程中液体蒸发。

6 .置等电聚焦仪于-20。

C水化11〜15h。

第一向等电聚焦1 .将纸电极置于聚焦盘的正负极上，加ddH205~8μ1润湿。

2 .取出水化好的胶条，提起一端将矿物油沥干，胶面朝下，将其置于刚好润湿的滤纸片上杂交以去除表面上的不溶物。

3 .将IPG胶条胶面朝下置于聚焦盘中，胶条的正极（标有+）对应于聚焦盘的正极，确保胶条与电极紧密接触。

4 .在每根胶条上覆盖2-3m1矿物油。

5 .对好正、负极，盖上盖子。

设置等电聚焦程序。

6 .聚焦结束的胶条，立即进行平衡、第二向SDS-PAGE电泳。

或将胶条置于样品水化盘中，-20。

水箱保存，电泳前取出胶条，室温放置10分钟,使其溶解。

第二向SDS-PAGE电泳1 .配制12%的丙烯酰胺凝胶。

2 .待凝胶凝固后，倒去分离胶表面的MiI1iQ水、乙醇或水饱和正丁醇,用MiIIiQ水冲洗。

3 .配制胶条平衡缓冲液I4 .在桌上先放置干的厚滤纸，聚焦好的胶条胶面朝上放在干的厚滤纸上。

将另一份厚滤纸用Mi1IiQ水浸湿，挤去多余水分，然后直接置于胶条上，轻轻吸干胶条上的矿物油及多余样品，这样可以减少凝胶染色时出现的纵条纹。

双向电泳法双向电泳法（Bidimensional Electrophoresis，2-DE）是一种常用的蛋白质分离技术，可以同时分析样品中上千种蛋白质。

本文将详细介绍双向电泳法的原理、步骤和应用。

原理双向电泳法结合了等电聚焦（IEF）和SDS-PAGE两种技术，通过两个维度的分离将复杂的蛋白质混合物分解为一系列单独的斑点。

在第一维度中，根据蛋白质的等电点（pI）进行分离；在第二维度中，根据蛋白质的分子量进行分离。

通过将这两个维度的分离结果叠加，可以获得高分辨率的蛋白质图谱。

双向电泳法的关键步骤如下：1.等电聚焦（IEF）：在第一维度中，使用等电聚焦技术将样品中的蛋白质按照其等电点进行分离。

等电聚焦是一种基于蛋白质在电场中向氧化物离子（OH-）或氢离子（H+）方向移动的分离方法。

在等电聚焦过程中，蛋白质会在pH梯度中向其等电点迁移，直到净电荷为零。

通过控制pH梯度和应用的电压，可以将蛋白质在等电聚焦过程中分离开。

2.SDS-PAGE分离：在第二维度中，将第一维度的等电聚焦凝胶与SDS-PAGE凝胶垂直叠加。

在SDS-PAGE凝胶中，蛋白质通过聚丙烯酰胺凝胶的孔隙随着电场的作用向阳极迁移。

由于SDS（十二烷基硫酸钠）的存在，蛋白质在SDS-PAGE凝胶中的迁移速度与其分子量成反比。

因此，蛋白质在SDS-PAGE 凝胶中会根据其分子量进行分离。

3.染色和分析：经过双向电泳分离后，凝胶可以通过染色方法显示出一系列斑点，每个斑点代表一个蛋白质。

常用的染色方法包括银染法、荧光染色、贵金属染色等。

对于银染法，它在灵敏度和线性范围上具有优势。

染色后可以使用成像设备捕捉图像并进行定量分析。

通过对斑点的比较和定量，可以识别不同样品之间的差异和变化。

步骤双向电泳法的步骤如下：1.样品制备：将待分析的生物样品（如细胞提取物）进行蛋白质提取，并使得蛋白质在石蜡中可溶解。

常用的方法包括总蛋白提取、亲和层析、激光捕获等。

2.等电聚焦（IEF）：将蛋白质样品与具有连续pH梯度的凝胶进行接触。

双向电泳资料蛋⽩质双相电泳系统⼀. 样品制备1、型号：MicroRotorfor Cell⽣产⼚家：Bio-Rad (美国伯乐公司)除传统的层析⽅法，等电点分离⽅法等样品提取⽅法外，Bio-Rad提供了独特的样品序列抽提⽅案，提⾼了样品处理的灵敏度和分辨率。

⽤途：根据等电聚焦原理对蛋⽩质进⾏纯化，达到样品的去污染、粗分和浓缩。

技术指标分离组分10聚焦槽内径r 13mm样品体积 2.3-2.5ml组分体积200-250ul上样量微克⾄毫克冷却内置式半导体冷却系统2. 电源主要技术参数型号：PowerPac Hv1. 电压:20-5,000V2. 电流:0.01-500mA3. 功率:1-400W4. 输出: 4对电源输出,可同时运⾏4个电泳槽5. 输出⽅式:恒压,恒流⽅式或恒功率,可编程6. 定时:1min-99hr,59min7. 暂停功能:有8. 操作条件:0-40度,湿度0-95%,⽆冷凝⽔9. 安全标准:EN61010,EC10. 安全性能:经空载检测,突变负载检测,超载/短路保护,输⼊线保护,断电保护测试.11. 可编程⽅法:储存9个⽅法,每个最多9个步骤.⼆．第⼀向电泳⼀维等电聚焦系统及⼲胶条型号：Protean IEF Cell⽣产⼚家：Bio-Rad （美国伯乐公司）Protean IEF系统是⼀体化的⼀维等电聚焦系统，它提供了10000V的⾼电压，以及10-25度的精确温控。

同时，IEF可同时容纳12根11，17，18，24cm的胶条,保证了实验的⾼通量。

对于实验室经常进⾏的7cm的预实验（摸索条件等），它可提供每次跑24根胶的⾼通量。

我们提供了不同尺⼨不同的pH值梯度的IPG（immobilized pH gradient）⼲胶条。

从尺⼨分有7，11，17，18cm⼲胶条，并即将推出24cm⼲胶条；从pH值梯度分，有宽梯度：3-10线性，3-10⾮线性；有窄梯度：3-6，4-7，5-8，7-10；有微梯度：3.9-5.1,4.7-5.9,5.5-6.7,6.3-8.3。

成都双向电泳操作流程
1.从冰箱中取-20℃冷冻保存的水化上样缓冲液（I）（不含DTT，不含Bio-Lyte）一小管（1ml/管），置室温溶解。

2.在小管中加入0.01g DTT，Bio-Lyte 4-6、5-7各2.5ml，充分混匀。

3.从小管中取出400ml水化上样缓冲液，加入100ml样品，充分混匀。

4.从冰箱中取-20℃冷冻保存的IPG预制胶条（17cm pH 4-7），室温中放置10分钟。

5.沿着聚焦盘或水化盘中槽的边缘至左而右线性加入样品。

在槽两端各1cm左右不要加样，中间的样品液一定要连贯。

注意：不要产生气泡。

否则影响到胶条中蛋白质的分布。

6.当所有的蛋白质样品都已经加入到聚焦盘或水化盘中后，用镊子轻轻的去除预制IPG胶条上的保护层。

7.分清胶条的正负极，轻轻地将IPG胶条胶面朝下置于聚焦盘或水化盘中样品溶液上，使得胶条的正极（标有+）对应于聚焦盘的正极。

确保胶条与电极紧密接触。

不要使样品溶液弄到胶条背面的塑料支撑膜上，因为这些溶液不会被胶条吸收。

同样还要注意不使胶条下面的溶液产生气泡。

如果已经产生气泡，用镊子轻轻地提起胶条的一端，上下移动胶条，直到气泡被赶到胶条以外。

8.在每根胶条上覆盖2-3ml矿物油，防止胶条水化过程中液体的蒸发。

需缓慢的加入矿物油，沿着胶条，使矿物油一滴一滴慢慢加在
塑料支撑膜上。

9.对好正、负极，盖上盖子。

设置等电聚焦程序。

10.聚焦结束的胶条。

立即进行平衡、第二向SDS-PAGE电泳，否则将胶条置于样品水化盘中，-20℃冰箱保存。

双向电泳（two-dimensional gel electrophoresis, 2-DE）是一种分析从细胞、组织或其他生物样本中提取的蛋白质混合物的有力手段，是目前唯一能将数千种蛋白质同时分离与展示的分离技术，其高分辨率、高重复性和兼具微量制备的性能是其他分离方法所无与伦比的。

双向电泳技术、计算机图像分析与大规模数据处理技术以及质谱技术被称为蛋白质组研究的三大基本支撑技术。

2D 电泳优越性●对未处理样本耐受性好●不需要预纯化(如：色谱层析)●分辨率非常高●2D 可以有效的组分收集器●蛋白在凝胶介质中受到保护●在蛋白质组学技术中应用范围最广（front-end ）●与其他技术相比，在一次试验中可检测到的蛋白点更多●与后续分析技术兼容性好一、基本原理：先将蛋白质根据其等电点在pH梯度胶内（载体两性电解质pH梯度或固相pH 梯度）进行等电聚焦，即按照它们等电点的不同进行分离。

然后按照它们的相对分子质量大小进行SDS-PAGE第二次电泳分离。

样品中的蛋白经过等点电和分子质量的两次分离后，可以得到分子的等电点、分子质量和表达量等信息。

值得注意的是，双向电泳分离的结果使蛋白质点而不是条带。

根据Cartesin坐标系统，从左到右是pI的增加，从下到上是分子质量的增加。

第一向：等电聚焦1．[基本原理]从电泳观点看，蛋白质最主要的特征是它的带电行为。

蛋白质是由20种不同的氨基酸按不同比例通过肽键的连接构成的。

由于蛋白质的一些氨基酸侧链在一定的pH值的溶液中是可解离的，从而带有一定的电荷。

构成蛋白质的所有氨基酸残基上所带正负电荷的总和便是蛋白质所带的净电荷。

蛋白质在不同的pH环境中带不同数量的正电或负电，在低pH时，蛋白质的净电荷是正的，在高pH时，其净电荷是负的，但在某一pH时，它的净电荷为零，此pH即为该蛋白质的等电点（isoelectric pointpI）。

蛋白质的等电点值取决于其氨基酸的组成，是一个物理化学常数。

简述双向电泳的原理全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：双向电泳是一种分离蛋白质或核酸的方法，其原理基于电泳技术。

电泳是一种根据带电粒子在电场中的迁移速度不同而实现分离的方法，双向电泳则是在两个方向上施加电场，使样品能够在水平和垂直方向上进行迁移，以实现更加高效的分离。

双向电泳的原理主要包括以下几个方面：2. 分子大小和电荷：蛋白质或核酸的迁移速度取决于其大小和电荷。

较小的分子会更快地迁移，而带有更多负电荷的分子会受到更大的排斥力，迁移速度更快。

3. 凝胶介质的选择：凝胶是双向电泳中的分离载体，其选择对于分离效果至关重要。

凝胶的孔隙结构和导电性会影响样品的迁移速度和分离效率，因此需要根据样品的特性选择合适的凝胶介质。

4. 蛋白质或核酸的分子量和异质性：在双向电泳中，样品中存在不同分子量和异质性的蛋白质或核酸，这些成分会在电泳过程中以不同速度迁移，最终实现分离。

双向电泳技术的发展为蛋白质组学和基因组学研究提供了重要手段，能够有效实现不同类型的蛋白质或核酸的分离与鉴定。

通过结合其他分析技术，如质谱或序列测定，可以更全面地了解生物样品的组成和功能。

双向电泳在疾病诊断、药物研发和生物学研究等领域具有广泛的应用前景，成为生命科学研究中不可或缺的重要工具之一。

第二篇示例：双向电泳是一种常用的分离和分析生物分子的方法，它结合了水平电泳和垂直电泳的优点，能够在同一实验中同时进行两个方向上的电泳，从而达到更高的分辨率和更全面的信息提取。

双向电泳的原理基于生物分子在电场中的迁移速度与其电荷量、大小和形状有关。

在双向电泳中，通常先将样品加载在一维电泳胶中，然后将电泳胶直立放置，施加一个水平电场使样品向两侧扩散，形成一个均匀扩散的带状样品。

接下来，在垂直方向上施加另一个电场，使生物分子根据其电荷量、大小和形状不同而向上或向下迁移，从而实现在两个方向上的电泳。

双向电泳需要结合两个方向上的电场来进行，这样可以使得样品在两个维度上都得到分离，从而获得更加准确和直观的结果。