醋酸纤维素薄膜电泳

醋酸纤维素薄膜电泳是一种以醋酸纤维薄膜为支持物的电泳技术。这种薄膜是通过纤维素的羟基经过乙酰化反应制成的。

原理

醋酸纤维薄膜能够溶于丙酮等有机溶液中,从而形成均一细密的微孔薄膜。理想的薄膜厚度通常在0.1mm至0.15mm之间。如果薄膜太厚,会影响其吸水性和分离效果;而薄膜太薄则会降低其机械强度,容易破碎。

应用

醋酸纤维素薄膜电泳因其操作简单、快速、成本低廉等特点,已被广泛应用于血清蛋白、血红蛋白、球蛋白、脂蛋白、糖蛋白、甲胎蛋白、类固醇激素以及同工酶等多种生物分子的分离分析。虽然其分辨率不如聚丙烯酰胺凝胶电泳,但在特定的应用场景中,醋酸纤维素薄膜电泳仍具有显著的优势。

特点

- 醋酸纤维薄膜对蛋白质样品的吸附非常有限,因此不会出现“拖尾”现象,染色后背景可以完全脱色,使得各种蛋白质染色带分离清晰,提高了测定的准确性。

- 由于醋酸纤维薄膜的亲水性较小,薄膜中容纳的缓冲液也较少,因此电渗作用小,电泳时主要依靠样品本身导电,导致分离速度快,电泳时间短,通常只需45至60分钟,再加上染色和脱色,整个电泳过程可以在大约90分钟内完成。

- 灵敏度高,样品用量少。对于血清蛋白,只需要2μl的血清,即使加样体积减少到0.1μl,也能得到清晰的分离带。这一特性在临床医学检验中特别有用,可用于检测病理情况下的微量异常蛋白变化。

- 应用范围广。一些蛋白质在纸上电泳不易分离,如胎儿甲种球蛋白、溶菌酶、胰岛素、组蛋白等,使用醋酸纤维薄膜电泳可以获得较好的分离效果。

- 醋酸纤维薄膜电泳染色后,可以通过浸泡在冰乙酸、乙醇混合液或其他溶液中制作透明的干板,便于扫描定量和长期保存。

缺点

醋酸纤维素薄膜电泳相对于聚丙烯酰胺凝胶电泳来说,操作更为简单,但由于其薄膜厚度较小,样品用量很少,不适合大规模制备。

技术细节

薄膜预处理

市售的醋酸纤维薄膜通常是干膜片。为了确保电泳的成功,薄膜的浸润和选择非常重要。将干膜片漂浮在电极缓冲液表面上,以便选择膜片的厚度和均匀度。如果漂浮15秒至30秒后,膜片吸水不均匀,出现白斑点或条纹,说明膜片厚薄不一致,应该弃之不用,因为这可能会影响电泳后区带的形状和清晰度。醋酸纤维薄膜的亲水性小于纸张,因此至少需要浸泡30分钟才能确保膜片上含有足够的缓冲液,并恢复其原有的多孔网状结构。最佳的方法是让漂浮在缓冲液上的薄膜充满缓冲液后自然下沉,这样可以去除膜片上的小气泡。点样时,应将膜片表面多余的缓冲液用滤纸吸去,以避免过多的缓冲液导致样品扩散。但是也不要吸得过干,否则样品可能无法进入薄膜的网孔,导致电泳起点不整齐,影响分离效果。吸取的水量应该是既不过干也不过湿的状态。为了避免指纹污染,取膜时应戴上手套或使用镊子。

缓冲液选择

醋酸纤维素薄膜电泳通常使用pH8.6的巴比妥缓冲液,其浓度在0.05mol/L至0.09mol/L之间。选择适当的缓冲液浓度取决于样品特性和薄膜的厚度。一般来说,首先确定一个初始浓度,然后根据电泳槽两端的膜长度调整电压和电流强度。如果电泳过程中电压或电流不符合预期,可能是缓冲液浓度不当,此时需要相应地增加或稀释缓冲液浓度。缓冲液浓度过低会导致区带泳动速度快并扩散变宽;而缓冲液浓度过高会使区带泳动速度慢,区带分布过于集中而不易分辨。

加样量

样品添加的数量与电泳条件、样品性质、染色方法和检测手段的灵敏度密切相关。通常,检测方法越灵敏,所需的样品量就越少,这对分离有利。如果样品量过多,可能会导致电泳后区带分离不明显,甚至相互干扰,染色也会更耗时。例如,对于电泳后用洗脱法定量的情况,每厘米加样线上需要加入0.1μl至0.5μl的样品,相当于5μg至1000μg的蛋白质。在血清蛋白常规电泳分离时,每厘米加样线上的样品不应超过1μl,相当于60μg至80μg的蛋白质。然而,对于糖蛋白和脂蛋白电泳,样品量应适当增加。对于每种样品,都需要预先进行试验来选择最佳的加样量。点样的好坏是获得理想图谱的关键步骤之一。使用印章法加样时,动作应轻柔稳定,力度适中,以避免损坏薄膜或产生凹陷,从而影响电泳区带的分离效果。

电量选择

电泳过程中应选择合适的电流强度,一般电流强度应在0.4mA/cm至0.5mA/cm的范围内。电流强度过高,尤其是在高温环境下,可能导致蛋白质变性或因热量引起的缓冲液中水分蒸发,从而使缓冲液浓度升高,最终导致膜片干涸。电流过低则会使样品泳动速度缓慢且易于扩散。

染色液选择

醋酸纤维素薄膜电泳后的染色应根据样品特点进行选择。原则上,染料应对被分离样品具有强着色能力,背景易于脱色;应尽可能选择水溶性染料,避免使用醇溶性染料,以防引起醋酸纤维素膜溶解。染色时间应适当控制。长时间染色会导致薄膜底色加深,难以脱色;而短时间染色可能会导致着色浅,难以区分,或者造成条带染色不均匀,必要时可以进行复染。

透明及保存

透明液应现用现配,以避免冰乙酸和乙醇挥发影响透明效果。这些试剂最好选用分析纯。透明前,薄膜应彻底干燥。透明时间应掌握好,如果在透明乙液中浸泡时间过长,薄膜可能会溶解;而时间过短则透明度可能不足。透明后的薄膜应完全干燥后再浸入石蜡中,使薄膜软化。如果有水残留,液体石蜡可能不易浸入,薄膜也可能不易展开。

参考资料

醋酸纤维素薄膜电泳.醋酸纤维素薄膜电泳.2024-10-24

醋酸纤维素薄膜电泳法.正保医学教育网.2024-10-24

醋酸纤维素薄膜电泳.大众养生网.2024-10-24