如何选择适合的PAGE蛋白电泳凝胶？一文看懂！

PAGE，即聚丙烯酰胺凝胶电泳（polyacrylamide gel electrophoresis），作为可以分离蛋白质和寡核苷酸的一项基本技术，在生物化学、分子生物学、遗传学、医学和生物技术等领域发挥着十分重要的作用。而想把这项技术的应用实验结果发挥到最理想的状态，关键之处还需依赖于PAGE凝胶自身的性能和研究者对产品的选择。

本篇文章将从PAGE蛋白电泳凝胶的应用原理和应用类型、不同浓度的PAGE胶可分离的蛋白范围以及不同品牌PAGE胶的性能比较三方面来阐述。

一、PAGE凝胶的应用原理和应用类型

PAGE凝胶是通过丙烯酰胺单体与交联剂亚甲基双丙烯酰胺在催化剂和加速剂作用下聚合而成的，它具有重复性好、分辨力强、凝胶孔径大小可调节、化学性能稳定、操作简便等优点，因此广泛应用于蛋白质、核酸等物质的分离分析。PAGE凝胶为网状结构，具有分子筛效应。它有两种应用类型：非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳（Native-PAGE）和变性聚丙烯酰胺凝胶电泳。

·在蛋白质的非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳中，蛋白质能够保持完整状态，并依据蛋白质的分子量大小、蛋白质的形状及其所附带的电荷量而逐渐呈梯度分开；

·在变性聚丙烯酰胺凝胶电泳中，由于加入了变性剂——蛋白质变性剂常为SDS（十二烷基硫酸钠），故其分离仅依据于蛋白分子量大小。其基本原理是在电场作用下，带负电荷的蛋白质向正极移动。由于分子量大的蛋白质迁移率慢，分子量小的蛋白质迁移率快，从而实现蛋白质的分离‌。SDS-PAGE也是目前最常用的蛋白电泳形式。

二、不同浓度的PAGE胶可分离的蛋白范围

不同浓度的PAGE胶可分离的蛋白范围并不相同，该凝胶的浓度指的是分离胶中丙烯酰胺的总浓度，它决定了凝胶孔隙的大小，从而影响蛋白质的分离效果。一般来说，凝胶浓度越高，孔隙越小，适合分离小分子量蛋白质；浓度越低，孔隙越大，适合分离大分子量蛋白质‌。常见PAGE分离胶浓度和对应的最佳蛋白分离范围如下表所示：

因此，在进行蛋白SDS-PAGE检测之前，需要预估目标蛋白的分子量大小，然后通过SDS-PAGE实验进行验证。若无法预知目标蛋白分子量大小则可优先选择蛋白分子量检测范围大的丙烯酰胺浓度开展SDS-PAGE实验，然后将电泳后的凝胶蛋白条带采用凝胶呈像系统软件计算蛋白分子量和纯度。

三、不同PAGE蛋白电泳凝胶产品的性能比较

目前，市面上的PAGE凝胶配制试剂品牌鱼龙混杂，很多实验者陷入了选择困难。我们从中筛选出研究者用的最多的两款PAGE凝胶产品来进行性能比较实验，一款为国内知名品牌E的10%一步法PAGE凝胶快速制备试剂盒，一款为Starvio的10%一步法PAGE彩色凝胶快速配制试剂盒。

我们按照两款产品的说明书分别制备10%的PAGE胶，再分别预染Marker，在同等电压150v条件下进行电泳。结果显示，Starvio的一步法PAGE凝胶在电泳35min时即可将蛋白组份完全分离，即使是8kDa的小分子蛋白也能清晰分离，而E品牌的产品延长电泳时间至45min时，仍未见小分子蛋白条带的分离。我们推测可能是Starvio的PAGE凝胶中加入了其专研的DonGel技术，而这种技术对小分子蛋白条带的分离效果有明显的提升；并且相对于E品牌，电泳时间可缩短20%以上，电泳效率要更高。

接下来，为了进一步对比在实际蛋白样本电泳实验中两款PAGE胶的性能，我们从Hela细胞中提取了蛋白，在两块胶中分别上样10uL、15uL和30uL蛋白量进行电泳，依据两款说明书建议的电泳条件，150v电压完成跑胶，并使用考马斯亮蓝对蛋白条带进行染色。结果如图所示，在电泳40min时，Starvio的PAGE胶已将Marker条带完全分离，而品牌E的胶即使是根据其说明书将电泳时长拉长至50min，8kDa和13kDa的Marker条带仍未见分离迹象。从蛋白条带形状上来看，明显图D即Starvio PAGE胶中的蛋白泳道更加笔直，条带也更清晰锐利未出现弯曲变形，即使上样量达到30uL也依然没有出现蛋白条带外扩现象；而国内知名品牌E的胶中，蛋白泳道有明显的外扩，高上样量中的蛋白条带甚至出现了“波浪样”的变形。此外，从分离的蛋白条带数量来看，Starvio分离出来的蛋白条带要显著多于E品牌，说明Starvio的PAGE胶对分子大小相近的蛋白具有更好的分离效果。

综上所述，研究者在选择PAGE凝胶产品时，除了要针对目的蛋白条带大小选择正确浓度的PAGE胶以外，还需仔细辨别各个品牌的产品性能，并且需要明确自己对目的蛋白条带的电泳效果预期。上述产品中，品牌E对一般蛋白的分离效果其实也非常不错，但如果需尽量呈现蛋白条带的多样性或者需检测分子量较小的目的蛋白，则需要选择像Starvio品牌这类PAGE凝胶配制试剂，不仅能够满足分离多蛋白条带和检测小分子蛋白的实验需求，还可以为研究者节省电泳时间，以提高整个蛋白电泳实验的质量和效率。