目的:规范生长激素中间体的电泳检测
一.仪器装置
1.电泳仪
2.夹心式垂直电泳槽
3.玻璃板:长14.5×11.5×2mm、短14.0×11.5×2mm
4.可调微量移液器
5.微量进样器
6.转移脱色摇床
二.试剂配制
1.丙烯酰胺液(30%T/2.7%C)
用天平分别称取58.4g丙烯酰胺(Acr)和1.6g N,N’-亚甲双丙烯酰胺(Bis),溶于120ml温热(37℃左右,以利于溶解Bis)的去离子水中,然后转移至200ml容量瓶中,补加去离子水至刻度,摇匀,用滤纸过滤后,检查其pH值应不大于7.0,贮存在棕色瓶中,4℃保存。每隔2个月重新配制。
小心:丙烯酰胺具有神经毒性,操作时应戴手套。如不慎接触皮肤,应立即用水和肥皂清洗。
2.分离胶缓冲液(1.5M Tris-HCl,pH8.8)
用天平称取36.3g三羟甲基氨基甲烷(Tris),溶于160ml去离子水中,用HCl调pH值至8.8~8.9(先加5ml浓HCl,再逐滴加1M HCl调节),用去离子水定容至200ml,置棕色瓶中4℃保存。
3.浓缩胶缓冲液(0.5M Tris-HCl,pH6.8)
用天平称取12.1g Tris,溶于160ml去离子水中,用HCl调pH值至6.7~6.8(先加8ml浓HCl,再逐滴加1M HCl调节),用去离子水定容至200ml,置棕色瓶中4℃保存。
4.10% 十二烷基硫酸钠溶液
用天平称取20.0g 电泳级十二烷基硫酸钠(SDS),加180ml去离子水,68℃水浴使溶解后,用去离子水定容至200ml,室温保存。
5.10% 过硫酸铵溶液
用天平称取0.50g过硫酸铵(APS),溶于5ml去离子水中,分装Eppendof管冰冻保存。
6.四甲基乙二胺(TEMED)液
7.分离胶覆盖液((0.375M Tris-HCl,pH8.8,0.1% SDS)
取分离胶缓冲液25ml、10% SDS溶液1.0ml,混匀,加去离子水定容至100ml,室温保存。
8.1% 溴酚兰指示液
用天平称取1.0g溴酚兰(BPB),加 0.05M NaOH溶液3ml使溶解,用去离子水定容至100ml。
9.2X样品缓冲液(0.125M Tris-HCl,pH6.8,4% SDS,20% 甘油,10% 巯基乙醇)
取浓缩胶缓冲液2.5ml、10% SDS溶液4.0ml、甘油2.0ml、巯基乙醇1.0ml、溴酚兰指示液0.5ml,混匀,分装Eppendof管冰冻保存。(生物秀实验频道 www.bbioo.com)
注:非还原型电泳中样品缓冲液不加巯基乙醇,其它均相同。
10.电泳缓冲液(0.05M Tris,pH8.3,0.384M甘氨酸,0.1% SDS)
用天平称取12.1g Tris,57.6g甘氨酸,加10% SDS溶液20ml,再加去离子水定容至2L。(此溶液一般可使用4~5次,当电泳胶染色后出现较多杂带和本底时,应重新配制。)
11.染色液储存液(1% 考马斯亮兰R-250)
称取2.0g考马斯亮兰R-250,加去离子水溶解并定容至200ml,滤纸过滤(以除去颗粒状物质)。
12.染色液(0.125% 考马斯亮兰,50% 乙醇,10% 乙酸)
取染色液储存液62.5ml、乙醇250ml、乙酸50ml,加去离子水至 500ml。
注:50% 乙醇也可用45% 甲醇代替,但甲醇毒性比乙醇大,不建议使用。
13.脱色液I(50% 乙醇,10% 乙酸)
取乙醇500ml、乙酸100ml,加去离子水至1L。
14.脱色液II(5% 乙醇,7% 乙酸)
取乙醇50ml、乙酸70ml,加去离子水至1L。
15.银染试剂
1)固定液(50% 乙醇,0.02% 甲醛):取乙醇250ml、37% 甲醛270μl,加水至500ml。小心:甲醛蒸汽有毒,含有甲醛的溶液应在通风橱中配制。
2)1% 戊二醛液:取25% 戊二醛液20ml,加水至500ml。
3)硝酸银溶液(用前新鲜配制):称取0.8g硝酸银,加水4.0ml溶解,将此溶液加到0.1M NaOH溶液20ml和25% 氨水1.5ml的混和液中,用水稀释至100ml。
16.银染显色液
取1% 柠檬酸2.5ml、37% 甲醛270μl,加水至500ml。
17.终止液(10% 乙酸)
取乙酸100ml,加水至1L。
三.操作方法
1.夹心式垂直电泳槽使用方法
1)清洗部件:用去污剂清洗长短玻璃板、胶模框及样品梳,用自来水彻底冲洗,再用去离子水不洗净,放置晾干或用滤纸擦干(注意不要留下纤维)待用。如有必要,也可先用5% KOH甲醇溶液(5g KOH溶于100ml甲醇)清洗玻璃板,再按以上步骤洗净。小心:KOH有腐蚀性,取用时应戴手套和面具。
2)组装电泳槽:
① 将四只固定螺杆插入带红色电极头贮槽框的孔中,然后将贮槽框仰放在桌上。
② 左手拿胶模框,右手从边上握住短玻璃板向下插入到胶模框的短槽(三边有槽的即是)内,然后以同样方法将长玻璃板插入到长槽(左右两边有槽的即是)内,注意手指不要接触玻璃板的凝胶面(以免留下油脂,使灌胶时产生气泡),压紧边框。
③ 将装好玻璃板的胶模框平放在仰放的贮槽框上,其下缘与贮槽框下缘对齐。
④ 将另一半贮槽框与桌上的贮槽框相合,并使胶模框上的凸出线位于贮槽框边的中间。
⑤ 装上四只螺母并拧紧,注意拧螺母时应用力均匀,最好用双手按斜线位置双双逐渐拧紧。
⑥ 将电泳槽垂直放于桌上,带短玻璃板的贮槽称上槽(阴极端),带长玻璃板的贮槽称下槽(阳极端),在玻璃板与胶模框间有一缝隙,此缝隙可用已熔化的2% 琼脂沿玻璃板外边两侧灌入,以防止漏胶。底部如留有气泡,可稍抬起一端,即可赶走气泡。(注意待琼脂完全凝固后才能倒入胶液灌胶。)
2.凝胶制备
1)15% 分离胶的制备
试剂名称 体积 终浓度
30% 丙烯酰胺液 5.0ml 15%
分离胶缓冲液 2.5ml 0.375M Tris-HCl
10% SDS溶液 0.1ml 0.1%
去离子水 2.4ml ——
10% APS溶液 60μl 0.06%
TEMED 6μl 0.06%
① 将上述试剂在小烧杯中依次混合。
② 一旦加入TEMED后,马上开始聚合,故应立即快速旋动混合物,使混匀后沿长玻璃板内侧缝隙加入(注意将长玻璃板内侧各处都沾湿,以防加隔离水层时水面不平),至与电极丝相平处,留出灌注积层胶所需空间(样品梳齿长加2cm)。
③ 用滴管在胶液上缓慢而小心地(切忌冲入下层胶液),加上一层约5mm厚的分离胶覆盖液(也可用水代替,可防止氧气扩散进入凝胶而抑制聚合反应),让其在室温下(最好在30~50℃)聚合(注意胶未凝聚前禁止摇动模具)。
④ 待胶凝聚后(水与凝胶层的界面消失后又再出现时,约15分钟),尽可能倒出覆盖液,用滤纸条吸干残留液体(注意不要留下纤维)。
2)4% 样品浓缩胶的制备
试剂名称 体积 终浓度
30% 丙烯酰胺液 1.35ml 4%
浓缩胶缓冲液 2.5ml 0.125M Tris-HCl
10% SDS溶液 0.1ml 0.1%
去离子水 6.0ml ——
10% APS溶液 60μl 0.06%
TEMED 6μl 0.06%
① 将上述试剂在小烧杯中依次混匀。
② 倒入模具中分离胶上,插入干净的样品梳(注意避免混入气泡),让其在室温下凝聚(约30分钟)。
3.样品处理
1)对照液:取一瓶 Genotropin (4IU),加蒸馏水2ml,测A280应约为0.6(浓度约为0.6μg/μl)。取10μl与2X样品缓冲液10μl混匀,100℃水浴加热3分钟。上样量为10μl(约3μg)。
2)原料或成品:用蒸馏水配成1μg/μl的溶液,取10μl与2X样品缓冲液10μl混匀,100℃水浴加热3 分钟。上样量为10μl(约5μg)。
3)中间体液:
① 011、012样品:取样品液与2X样品缓冲液1:1混匀,100℃水浴加热3分钟。上样量为20~50μl,酌情加减,一般为30μl。
② 013样品:取样品液与2X样品缓冲液1:1混匀,100℃水浴加热3分钟。上样量为165/A280(μl),如下表:
A280 &3.5 3.5~5.0 5.0~6.0 6.0~7.5 7.5~9.5 9.5~13
上样量 50μl 40μl 30μl 25μl 20μl 15μl
注:当不知A280时,可按前一批上样量或上30μl。
③ 014、015样品:取样品液加1倍体积的水、2倍体积的2X样品缓冲液,混匀,100℃水浴加热3分钟。当A280&10时,上样量与同批013 样品相同,一般为30μl;当A280<10时,上样量为同批013样品的4/5。
④ 016S样品:将样品液稀释至A280≈1,取30μl与2X样品缓冲液30μl混匀,100℃水浴加热3分钟。上样量为30~40μl。
⑤ 016、017样品:将样品液稀释至A280为0.5~1.0,取30μl与2X样品缓冲液30μl混匀,100℃水浴加热3分钟。上样量为 20/A280(μl)。
⑥ 018sp样品:将样品液稀释至A280≈0.5,取30μl与2X样品缓冲液30μl混匀,100℃水浴加热3分钟。上样量为10/A280(μl)。
4.上样
1)上样前在已制好胶的电泳槽中倒入电泳缓冲液,液面高度应超过上槽短玻璃板的上缘5mm,下槽只要超过电极丝即可。
2)双手缓慢小心地取出样品梳,即可看到界线清晰的加样孔。如加样孔之间的胶条不平整,可用一平头针注射器校正。
3)用微量进样器吸取一定量已处理好的样品液或对照液,按预定顺序加入凹型凝胶加样孔中底部(注意校正胶条和加样时动作要轻缓,针头不要刺伤胶面)。每加完一个样品应用水洗涤进样器。不用的加样孔可加上等体积的1X样品缓冲液。
4)记下加样顺序。
5.电泳
1)用导线将上槽电极与电泳仪负极相连,下槽电极与正极相连。
2)当样品在浓缩胶中时,调节电压使电流为10~12mA(电压为80~100V)。
3)当溴酚兰前沿进入分离胶后,调节电压使电流 20~22mA(电压为100~200V)。
4)继续电泳至溴酚兰前沿接近分离胶底部3~5mm时(注意不要使染料逸出到下槽电泳缓冲液中),调节电压至零,关闭电源(整个过程需3~4小时)。
5)拆除导线,回收电泳缓冲液。
6.考马斯亮兰染色
1)染色:电泳完毕后,松开螺栓,取出胶模框,剥出玻璃板。用小不锈钢勺从浓缩胶一端轻轻撬开玻璃板(注意防止凝胶破裂),在凝胶右下角切去一小块以标注方位。用水将凝胶冲洗至一培养皿中,尽可能倒去水,加入考马斯亮兰染色液至浸没胶面,并除去凝胶下的气泡(否则脱色后有花纹),固定染色过液。
2)脱色:次日弃去染色液,水洗2~3次后,加脱色液I浸没胶面,置摇床上脱色,2~3次(3~4小时)后,再用脱色液II脱色2~3次(3~4小时),直到凝胶上背景脱净为止。水洗 2~3次,记录结果。
注1:为加快脱色速度,可采用以下方法:
a.用含30% 甲醇、10% 乙酸的混合液脱色。
b.用正常的脱色液在较高温度(如45℃)下脱色。
c.在正常脱色液中加入数克阴离子交换树脂或放入一块海绵,以吸附从凝胶上洗脱下来的染料。
注2:脱色越充分,考马斯亮兰染色检出的蛋白质下限就越低。一般脱色8小时,可检测到含0.25μg蛋白质的电泳带;脱色24小时,下限可低至0.1μg。
3)脱色后的凝胶可暂时保存在水中。如果保存在脱色液中,会使已染色的蛋白带脱色,此时可重新染色。
4)为保存永久性记录,可对已染色的凝胶拍照,或把已染色的凝胶干燥成胶片保存。为防止凝胶干燥后龟裂,可将脱色后的凝胶在保存液(25ml 87% 甘油加225ml脱色液II)中浸泡30分钟,然后用凝胶真空干燥器干燥成胶片。
7.银染
1)固定:电泳后立即将凝胶置干净的培养皿中,用固定液浸泡2小时,每小时换一次固定液。弃去固定液,用水浸洗1小时。弃去水,将凝胶置1% 戊二醛溶液中浸泡15分钟。弃去戊二醛溶液,再用水洗2次,每次15分钟。
2)银染:将凝胶置硝酸银溶液中浸泡15分钟,弃去硝酸银溶液,再用水洗3次,每次15分钟(注意清洗时必须防止凝胶表面干涸,否则会出现人为染色假象)。
3)显色:将凝胶置显色液中,平缓摇动5分钟左右(时间过长会导致凝胶出现较高的银染背景),待蛋白质条带显色后,置10% 乙酸中数分钟停止染色。用水洗3次,每次10分钟。
4)如欲保存,可按6.4) 下方法干燥(注意不要加温,否则会使银染色漂白)。
四.结果判断
1.通常,生产过程中的质量检验采用考马斯亮兰染色,最终产品用银染色。
2.做产品鉴别(还原型电泳)时,凝胶用双波长飞点扫描仪扫描,样品迁移率应与对照品一致。由样品与标准分子量蛋白的相对迁移率计算,样品分子量应为22,000。
3.做纯度分析(非还原型电泳)时,用双波长飞点扫描仪扫描,聚合物含量应不大于 5%,水解片断含量应不大于5%,单体含量(纯度)应不小于90%。