聚丙烯酰胺凝膠電泳色譜儀的載體是聚丙烯酰胺凝膠。聚丙烯酰胺凝膠是由單體丙烯酰胺（CH₂ = CH－CO－NH₂，簡(jiǎn)稱Acr）和交聯(lián)劑N，N′－甲叉雙丙烯酰胺（CH₂ = CH－CO－NH－CO－CH = CH₂，簡(jiǎn)稱Bis）在催化劑的作用下聚合而成的含酰胺基側(cè)鏈的脂肪族長(zhǎng)鏈，相鄰的兩個(gè)鏈通過甲叉橋交鏈起來，鏈縱橫交錯(cuò)，形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。參與反應(yīng)的催化劑有兩種成分，一種是引發(fā)劑，提供原始自由基，通過自由基傳遞，使單體丙烯酰胺成為自由基，引發(fā)聚合反應(yīng)；另一種是加速劑，加快引發(fā)劑釋放自由基的速度。

一、合成：

聚丙烯酰胺凝膠的合成方式有化學(xué)聚合和光聚合。

1、化學(xué)聚合：

引發(fā)劑過硫酸銨（AP）在加速劑N，N，N′，N′－四甲基乙二胺（TEMED）的催化下形成氧自由基，進(jìn)而使單體丙烯酰胺形成自由基，從而引發(fā)聚合反應(yīng)。

聚丙烯酰胺凝胺凝膠電泳中的分離膠（小孔膠）是通過化學(xué)聚合而成。

2、光聚合：

引發(fā)劑核黃素在加速劑TEMED和光照條件下，分解成無色的還原型（無色核黃素），在少量O₂條件下，還原型核黃素被氧再氧化形成自由基，從而引發(fā)聚合反應(yīng)。但過量的氧會(huì)阻止鏈長(zhǎng)的增加。

此法制得的凝膠篩孔大，常用作聚丙烯酰胺凝胺凝膠電泳中的濃縮膠。

3、影響聚合的因素：

（1）大氣氧能淬滅自由基，終止聚合反應(yīng)，反應(yīng)液應(yīng)與空氣隔絕。

（2）有些材料如有機(jī)玻璃能抑制聚合反應(yīng)，在有機(jī)玻璃容器中，反應(yīng)液和容器表面接觸的一層不能形成凝膠。

（3）某些化學(xué)物質(zhì)可減慢反應(yīng)速度如鐵氰化鉀。

（4）溫度影響聚合反應(yīng)，溫度高反應(yīng)快，溫度低反應(yīng)慢。

二、性能指標(biāo)：

聚丙烯酰胺凝膠的性能指標(biāo)有凝膠總濃度和交聯(lián)度等。

1、凝膠總濃度（T）：

凝膠總濃度表示凝膠溶液中單體和交聯(lián)劑的總百分含量。

T = [（a+b）/m]×100%

式中：a為單體的質(zhì)量（g），b為交聯(lián)劑的質(zhì)量（g），m為溶液的體積（mL）。

凝膠總濃度可在3%～30%之間變化。凝膠總濃度過高，凝膠硬而脆，容易破碎。凝膠總濃度過低，凝膠稀軟，不易操作。

凝膠總濃度主要影響篩孔的大小。實(shí)驗(yàn)表明，凝膠篩孔的平均直徑和凝膠總濃度的平方根成反比。

D＝kd/（T^1/2）

式中：D為凝膠篩孔的平均直徑，d為多聚體分子直徑，k為常數(shù)。

2、交聯(lián)度（C）：

交聯(lián)度示凝膠溶液中交聯(lián)劑占單體和交聯(lián)劑總量的百分含量。

C = [b/（a+b）]×100%

交聯(lián)度決定凝膠篩孔的最大直徑。

交聯(lián)度過高，凝膠不透明，缺乏彈性。交聯(lián)度過低，呈糊狀。要獲得透明而有合適機(jī)械強(qiáng)度的凝膠，單體用量高時(shí)，交聯(lián)劑量應(yīng)減少；單體用量低時(shí)，交聯(lián)劑量應(yīng)增大。

3、良好的電泳用凝膠的經(jīng)驗(yàn)公式：

在100mL溶液中，Acr（g）×Bis（g）≈常數(shù)（約1.3）

最常用凝膠的組成是T＝7%～7.5%，C＝2%～3%。標(biāo)準(zhǔn)凝膠的組成是T＝7.2%，C＝2.6%，用此凝膠分離蛋白質(zhì)可得到較好的結(jié)果。

當(dāng)分析未知樣品時(shí)，常用標(biāo)準(zhǔn)凝膠或4%～10%的梯度凝膠試測(cè)，然后確定合適的凝膠總濃度。

用于研究大分子核酸的凝膠多為2.4%的大孔凝膠，太軟，不易操作，可加入0.5%瓊脂糖或在3%凝膠中加入20%蔗糖，以增加機(jī)械強(qiáng)度而又不影響凝膠篩孔大小。

三、特點(diǎn)：

1、聚丙烯酰胺凝膠是人工合成的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的凝膠，具有分子篩作用，其篩孔大小可人為控制和調(diào)節(jié)，并且制備重復(fù)性好。

2、聚丙烯酰胺凝膠是碳－碳結(jié)構(gòu)，沒有或很少帶有極性基因，吸附少，電荷作用小，不易和樣品相互作用，化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定。

3、凝膠無色透明，適宜用光密度掃描記錄結(jié)果，且需要樣量較少。

4、用途廣泛，具有彈性，便于操作，易于保存。

四、應(yīng)用：

聚丙烯酰胺凝膠特別適合作區(qū)帶電泳的載體，用于酶分離和分子量測(cè)定。

   

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