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导语：与DNA凝胶电泳一样，蛋白质凝胶电泳也是实验室中稀松平常的工作。无论是Western blot还是质谱分析，都离不开蛋白电泳。研究人员通过大小（1D）和电荷（2D）来分辨蛋白质。当然，仅仅分离蛋白是不够的，它们必须要经过染色。染料的选择有很多，具体选哪种，这取决于灵敏度要求、现有的设备和下游的应用。 , I: K+ i' \$ S4 s- t: I: m/ ]+ H
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常规之选
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2 Q$ `. E. z+ ?研究人员主要使用三种染料来处理日常的蛋白凝胶：考马斯蓝、银染和荧光。据Sigma-Aldrich公司蛋白技术的高级研发经理Jeffrey Turner介绍，染料的选择基本上可以归结为“灵敏度 vs. 速度”。, f5 {$ U0 b8 H6 m. F4 i
考马斯蓝也许是最常用的染料。作为一种可见的显色（亮蓝色）染料，它不需要任何特殊的设备。不过，Bio-Rad的业务开发经理Ning Liu认为，它的灵敏度也最低，检测极限大约在10-100 ng蛋白质。
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" k8 _; p' ^4 s5 T; Z5 A很多公司提供不同配方的考马斯蓝染料，它们在使用简便程度、整体染色时间和脱色要求上各有不同。例如，有些需要在乙醇/乙酸中固定，而有些只使用纯水。Expedeon的InstantBlue™试剂可在电泳后直接添加到凝胶中，而不需要固定或脱色，染色可在15分钟内完成。Bio-Rad的QC Colloidal Coomassie Stain操作则建议慢慢来，以便达到更好的效果。整个过程包括在40%乙醇/10%乙酸中固定15分钟，之后染色1-20个小时，再脱色1-3小时。3 c6 C8 V$ d2 ^
有了赛默飞世尔最新推出的Pierce™ Power Stainer，研究人员可以让考马斯蓝染色自动化。据它的产品经理Emily Goplen介绍，这台设备可对两块凝胶进行染色和脱色。“尽管传统的染色需要几小时甚至过夜，Power Stainer却能在10分钟内完成染色和脱色的过程，并且预制胶和自制胶都适用，”她说。' l& I# y1 e3 d9 F4 e4 f* B$ `, q
o' t9 @" w; k- W另一种常用方法是银染，每条带的灵敏度大约在0.1-0.25 ng。操作过程没有脱色步骤，但是一个很长的过程，大约在2小时左右，而且相当讲究。此外，据Turner介绍，操作需要用到一些有害的化学物质，如甲醛和银，最好在通风橱中进行。因此，人们一般不大愿意用这种方法，除非灵敏度很重要。
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荧光染料的灵敏度则居中，可检测几纳克的蛋白质，不过你得有一个兼容的凝胶成像系统或透射仪。与考马斯蓝和银染一样，荧光染色通常在电泳后进行，需要固定和脱色，不过也有例外。例如，SYPRO Ruby需要脱色，但Oriole和Flamingo不需要，因为游离的染料不发荧光。“染料本身不会被激光激发，只有当它与蛋白结合时才被激发，”Liu解释道。
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除了这些常规的染料，你还有一些特殊的选择。例如，赛默飞世尔为糖基化和磷酸化的蛋白提供了Pro-Q荧光染料，同时也提供InVision™ His-tag In-gel Stain和Lumio™ Green Detection Kit来检测带标签的蛋白。2 A5 `; q( Y! u. t( \
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( [ W% Q; W/ h+ d升级之选# N, H; p0 X& f9 w
& i/ g8 t3 x- Q有些染料则让你省去了电泳后的洗涤和染色。比如，Bio-Rad的Stain-Free™预制胶预加了一种与色氨酸结合的“三卤”荧光染料。电泳后，凝胶暴露在紫外线下会激活染料，使其与蛋白质共价结合。据介绍，这种染料的灵敏度与考马斯蓝差不多。
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$ a& P: R+ F+ g' v$ g8 M另一个选择是GE Healthcare的Amersham™ WB系统。有了这个系统，样品在电泳之前与Cy 5荧光基团偶联。据GE Healthcare的资深科学家Åsa Hagner McWhirter介绍，在电泳过程中，游离的染料会跑出凝胶，因此没必要脱色，而且灵敏度在50-100 pg的范围。更方便的是，这个系统在电泳结束后自动对凝胶成像并分析结果。6 V. h0 \ A0 S
* |# u( O. R% S9 dLiu和McWhirter都指出，电泳前染色的方法有一个明显的优点，就是染料与分离后的蛋白共价结合。因此，在后续的步骤中能够观察这些蛋白，特别是在Western blot中，可利用总蛋白的信号来标准化目标蛋白的信号，而不像平常那样用看家蛋白。
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“这种方法明显消除了人们对看家蛋白对照的两个担心，”Liu表示。第一，在不同的实验条件下，看家蛋白的水平有时候会变化。其次，它们的水平可能超出了检测的线性动态范围，使得定量变得复杂。《The Journal of Biological Chemistry》杂志也建议使用总蛋白水平来进行信号强度的标准化。0 x2 Q: |% Z+ P2 a) i: e+ p _
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McWhirter认为，预标记也明显提高了凝胶之间的重复性，因为洗涤和染色的步骤难以精确控制。“不同反应间的CV要比在不同溶液中孵育凝胶要低得多，”她指出。事实上，她声称在内部分析14个样品时，Cy5信号的CV大约在5%。“这基本上和移液误差差不多。”
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关键考虑
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% g; Z) ]0 q' S无论你选择哪种染料，在考虑灵敏度、速度和硬件要求外，你还要考虑下游怎么处理凝胶。若是印迹杂交，研究人员通常不用考马斯蓝染色，因为染料需要固定的步骤，会将蛋白困在凝胶里。他们要么平行跑一块相同的胶，要么在转印之后对印迹膜染色。同样，与蛋白共价结合的染料有可能干扰抗体结合或质谱分析。
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# x5 ?) U9 h* v7 m2 ?当然，并没有一个放之四海而皆准的解决方案。考马斯蓝是大多数研究人员的首选染色，但在特殊情况出现时，我们还是有很多其他的选择。/ I+ f: F7 L, F+ d
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本文来源：生物通+ e- V' {( l" z- p
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发表于 2015-10-26 12:32:19
