等电聚焦(Isoelectric focusing,简称IEF)是六十年代中期出现的新技术.近年来等电聚焦技术有了新的进展,已迅速发展成为一门成熟的近代生化实验技术.目前等电聚焦技术已可以分辨等电点(pI)只差0.001pH单位的生物.由于其分辨力高,重复性好,样品容量大,操作简便迅速,在生物化学、生物学及临床医学研究中得到广泛的应用.
蛋白质是典型的两性电解质.它在大于其等电点的pH中解离成带负电荷的阴离子,向电场的正极泳动,在小于其等电点的pH中解离成带正由荷的阳离子,向电场的负极泳动.这种泳动只有在等于其等电点的pH中,即蛋白质所带的净电荷为零时才能停止.如果在一个有pH梯度的中,对各种不同等电点的蛋白质混合样品进行电泳,则在电场作用下,不管这些蛋白质的原始分布如何,各种蛋白质将按照它们各自的等电点大小在pH梯度中相对应的处进行聚焦,经过一定时间的电泳以后,不同等电点的蛋白质便分别聚焦于不同的.这种按等电点的大小,生物在pH梯度的某一相应上进行聚焦的行为就称为“等电聚焦”.等电聚焦的特点就在于它利用了一种称为两性电解质载体的物质在电场中构成连续的pH梯度,使蛋白质或其他具有两性电解质性质的样品进行聚焦,从而达到分离、测定和鉴定的目的.
两性电解质载体,实际上是许多异构和同系物的混合物,它们是一系列多羧基多氨基脂肪族化合物,量在300~1000之间.常用的进口两性电解质为Pharmacia-LKB公司生产的Ampholine 和Pharmalyte,价格昂贵.国产的有中事医学科学院放射医学研究所和上海生化所生产的两性电解质,价格便宜,质量尚佳.两性电解质在直流电场的作用下,能形成一个从正极到负极的pH值逐渐升高的平滑连续的pH梯度.若不同的pH值的两性电解质的含量与pI值的分布越均匀,则pH梯度的线性就越好.对Ampholine两性电解质的要求是缓冲能力强,有良好的导电性,量要小,不干扰被分析的样品等.
在聚焦过程中和聚焦结束取消了外加电场后,如保持pH梯度的稳定是极为重要的.为了防止扩散,稳定pH梯度,就必须加入一种抗对流和扩散的支持介质,最常用的这种支持介质就是聚丙烯酰胺凝胶.当进行聚丙烯酰胺凝胶等电聚焦电泳时,凝胶柱内即产生pH梯度,当蛋白质样品电泳到凝胶柱内某一部位,而此部位的pH值正好等于该蛋白质的等电点时,该蛋白质即聚焦形成一条区带,只要测出此区带所处部位的pH值,即为其等电点.电泳时间越长,蛋白质聚焦的区带就越集中,越狭窄,因而提高了分辨率.这是等电聚焦的一大优点,不像一般的其他电泳,电泳时间过长则区带扩散.所以等电聚焦电泳法不仅可以测定等电点,而且能将不同等电点的混合的生物大进行分离和鉴定.
早期的等电聚焦电泳是垂直管式的,其特点是体系是封闭的,不与空气接触,可防止样品氧化.近年来,又发展了超薄层水平板式等电聚焦电泳.此法的优点是加样数量多,节省两性电解质,电泳后固定、染色、干燥都十分迅速简便,其最大优点是防止了电极液的电渗作用而引起正负两极pH梯度的漂变.
1.将胶条切成小块,用水浸泡后,用精密pH试纸或进口的细长pH复合电极测定pH值,然后作图.
3.用一套已知不同的pI值的蛋白质作为标准,测定pH梯度的标准曲线M KCl,用微电极测其pH.
1.丙烯酰胺贮液(30%丙烯酰胺,交联度2.6%)：,30g丙烯酰胺和0.8g甲叉双丙烯酰胺溶于H2O,定容至100ml,滤去不溶物后存于棕色瓶,4℃可保存数月.(全班公用)(另一配方为29.1g 丙烯酰胺和0.9g 甲叉双丙烯酰胺溶于H2O,定容至100ml,交联度为
3.过硫酸胺：配成1mg/ml的浓度,当天配制,配100ml全班公用.胶液中的加入量为0.5mg/ml胶液.
5.蛋白质样品：选用两种等电点相差较大的蛋白质,每根垂直管中每种蛋白质的加样量控制在<100mg.蛋白质样品配制成各为5mg/ml的浓度.配2.5ml全班公用.
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