变性聚丙烯酰胺凝胶

阴离子聚丙烯酰胺(APAM)阴离子聚丙烯酰胺是水溶性的高分子聚合物。由于其分子链中含有一定数量的极性基团，它能通过吸附水中悬浮的固体粒子，使粒子间架桥或通过电荷中和使粒子凝聚形成大的絮凝物。所以，它可加速悬浮液中粒子的沉降，有非常明显的加快溶液澄清，促进过滤等效果。主要用于各种工业废水的絮凝沉降，沉淀澄清处理，如钢铁厂废水，电镀厂废水，冶金废水，洗煤废水等污水处理、污泥脱水等。还可用于饮用水澄清和净化处理。

PAM沉淀的技术流程

沉淀是发生化学反应时生成了不溶于反应物所在溶液的物质。从字意上理解就是在重力作用下沉淀去除。污水中的悬浮物质，可以这是一种物理过程，简便易行，效果良好，是污水处理的重要技术之一。

根据悬浮物质的性质、浓度及絮聚丙烯酰胺凝性能，沉淀可以分为:自然沉淀，絮凝沉淀，区域沉淀。域沉淀的悬浮颗泣浓度较高(5000mg/L以上)，颗粒的沉降受到周围其它颗粒影响，颗粒间相对位置保持不变，形成一个整体共同下沉，与澄清水之间有清晰的泥水界面。二次沉淀池与污泥浓缩池中均有区域沉淀发生。

废水中悬浮固体浓度不高，而且不具有凝聚的性能，在沉淀过程中，固体颗粒不改变形状，也不互相粘合，各自独立地完成沉淀过程。(沉砂池和初沉池的初期沉淀)压缩沉淀发生在高浓度悬浮颗粒的沉降过程中，由于悬浮颗粒浓度很高，颗粒相互之间已挤集成团块结构，互相接触，互相支承，下层颗粒间的水在上层颗粒的重力作用下被挤出，使污泥得到浓缩。二沉池污泥斗中的聚丙烯酰胺浓缩过程以及在浓缩池中污泥的浓缩过程存在压缩沉淀。自由沉淀发生在水中悬浮固体浓度不高，沉淀过程悬浮固体之间互不干扰，颗粒各自单独进行沉淀，颗粒的沉淀轨迹呈直线。整个沉淀过程中，颗粒的物理性质，如形状，大小及比重等不发生变化。这种颗粒在沉砂池中的沉淀是自由沉淀。

絮凝沉淀是颗粒物在水中作絮凝沉淀的过程。在水中投加混凝剂后，其中悬浮物的胶体及分散颗粒在分子力的相互作用下生成絮状体且在沉降过程中它们互相碰撞凝聚，其尺寸和质量不断变大，沉速不断增加。悬浮物的去除率不但取决于沉淀速度，而且与沉淀深度有关。地面水中投加混凝剂后形成的矾花，生活污水中的有机悬浮物，活性污泥在沉淀过程中都会出现絮凝沉淀的现象。

用途

1)用于污泥脱水根据污泥性质可选用本产品的相应型号，可有效在污泥进入压滤之前进行污泥脱水，脱水时，产生絮团大，不粘滤布，压滤时不散，流泥饼较厚，脱水效率高，泥饼含水率在80%以下。

2)用于生活污水和有机废水的处理，本产品在配性或碱性介质中均呈现阳电性，这样对污水中悬浮颗粒带阴电荷的污水进行絮凝沉淀，澄清很有效。如生产粮食酒精废水，造纸废水，城市污水处理厂的废水，啤酒废水，味精厂废水，制糖废水，有机含量高 废水、饲料废水，纺织印染废水等，用阳离子聚丙烯酰胺要比用阴离子、非离子聚丙烯酰胺或无机盐类效果要高数倍或数十倍，因为这类废水普遍带阴电荷。

3)用于以江河水作水源的自来水的处理絮凝剂，用量少，效果好，成本低，特别是和无机絮凝剂复合使用效果更好，它将成为治长江、黄河及其它流域的自来水厂的高效絮凝剂。

4)造纸用增强剂及其它助剂。提高填料、颜料等存留率、纸张的强度。

5)用于油田经学助剂，如粘土防膨剂，油田酸化用稠化剂。

6)用于纺织上浆剂、浆液性能稳定、落浆少、织物断头率低、布面光洁。

​变性聚丙烯酰胺凝胶是分子生物学常用技术之一，凝胶的灌制比水平电泳槽凝胶灌制困难，漏胶和产生气泡常在所难免，需经过反复实践才能掌握其灌制技巧。我们在用mRNA差异显示技术筛选成人难治性肾病与激素敏感性肾病综合征患者间差异基因的实验中，运用变性聚丙烯酰胺凝胶垂直电泳分离PCR产物条带，硝酸银染色显示条带进而筛选两者间差异基因。

聚丙烯酰胺外观:固体聚丙烯酰胺为白色或微黄色颗粒或粉末，分子量在400-2000万之间，固体产品外观为白色或略带黄色粉末，液态为无色粘稠胶体状，易溶于水，温度超过120℃时易分解;胶体聚丙烯酰胺为无色或微黄色透明胶体。聚丙烯酰胺为水溶性高分子聚合物，不溶于大多数有机溶剂，具有良好的絮凝性，可以降低液体之间的磨擦阻力，按离子特性分可分为阴离子聚丙烯酰胺、阳离子聚丙烯酰胺、非离子聚丙烯酰胺和两性聚丙烯酰胺四种类型。(分子量:根据用户要求提供，与标称值的相对偏差不大于10%。)水解度:与标称值的相对差值不大于2%，或根据用户要求提供;非离子型产品，水解度不大于5%。聚丙烯酰胺分子中具有阳性基团(-CONH2)，能与分散于溶液中上悬浮粒子吸附和架桥，有着极强的絮凝作用，因此广泛用于水处理以及治金、造纸、石油、化工、纺织、选矿等领域。

1.胶板准备

(1)胶板的清洁是灌胶能否成功的第一关键步骤。反复使用时要将玻璃板和间隔片上凝胶去除干净，彻底洗净后干燥。用乙醇擦拭玻璃板上残留水渍。不能有一点残留的凝胶和残渣，否则灌胶时会产生气泡。

(2)灌胶前要对玻璃板分别进行处理。长玻璃用亲和硅烷，短玻璃用剥离硅烷处理，便于电泳结束后长短玻璃板的分离，凝胶都粘附在长玻璃板上。处理时先用剥离硅烷涂抹短玻璃，再用亲和硅烷涂抹长玻璃，能不更换手套就避免亲和硅烷污染短玻璃。玻璃板上不能有多余硅烷，否则干燥后会留下水印，在后续实验如硝酸银染色显示条带时会有水印痕迹，影响显色条带的观察。可用镜头纸拭去多余硅烷。涂抹均匀后分开放置干燥玻璃，最好干燥过夜，否则会粘胶。

2.胶室制备

在凝胶灌制中胶室底部漏胶不可避免，需要准备较多的胶液以防漏胶过多而灌胶不足。胶室的制备对漏胶多少极为重要。一般胶室玻璃板间两边放置有间隔片而底部无间隔片，而底部是最容易发生漏胶的地方。为防止漏胶常用方法有用胶布封边或用琼脂糖凝胶封底。用胶布封边时胶布一遇水就失去粘性，特别是在玻璃板的两个底角，常封固不牢而很容易发生渗漏。用琼脂糖封边的不便之处为:一般变性聚丙烯酰胺凝胶面积较大，厚度常不到1mm，在灌制中如果有极小的琼脂糖液滴不能流到底部，在聚丙烯酰胺凝胶灌注时会在残留的琼脂糖附近产生气泡;琼脂糖浓度偏低则凝聚时间长，延长灌胶时间，且灌制琼脂糖时也要发生漏胶。我们参照《分子克隆实验指南》的第三种方法:在胶室底部插入间隔片。选择稍长于玻璃板宽度的间隔片，仅需插入1mm即可，紧密对齐两边的间隔片，用弹簧夹夹住。此法仅需35ml胶液就能灌制47cm×17cm×0.04cm大小凝胶，渗漏很少。凝胶凝聚后取出底部间隔片，用移液器吸取200ul左右电泳液沿玻璃板边缘充满底部间隙，不能留有空泡，否则电泳时凝胶下端电泳泳道会歪斜。使用该方法节约试剂，减少剩余胶液污染，操作简便快捷。

3.凝胶灌制

采用回流灌注法灌注凝胶。因制备好的胶室有弹簧夹，将胶室放置在一水平支架上。一人操作时以靠近操作者一侧胶室底角为最低点，左手托住对侧玻璃板中部抬高胶室约30°。右手从低侧短玻璃处缓缓灌注胶液成连续的细流，到达底部后逐步放低胶室，直至灌满，水平放置后插入梳子，6%凝胶聚合常需1~2小时。灌胶中如有气泡形成，调整胶室角度消除气泡后稍放缓灌胶速度常能凑效。

变性聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)是根据寡核苷酸的大小来分离，因此可将全长产物与不完整的短分子分开。电泳时通常每一泳道至少加1mg合成的寡核苷酸，电泳后在紫外灯下定位寡核苷酸条带，将长度正确的寡核苷酸从凝胶上切下。

非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳(Native-PAGE)或称为活性电泳是在不加入SDS 和疏基乙醇等变性剂的条件下，对保持活性的蛋白质进行聚丙烯酰胺凝胶电泳，常用于酶的鉴定、同 工酶分析和提纯。未加SDS的天然聚丙烯酰胺凝胶电泳可以使生物大分子在电泳过程中保持其天然的形状和电荷，它们的分离是依据其电泳迁移率的不同和凝胶的分子筛作用，因而可以得到较高的分辨率，尤其是在电泳分离后仍能保持蛋白质和酶等生物大分子的生物活性，对于生物大分子的鉴定有重要意义，其方法是在凝胶上进行两份相同样品的电泳，电泳后将凝胶切成两半，一半用于活性染色，对某个特定的生物大分子进行鉴定，另一半用于所有样品的染色，以分析样品中各种生物大分子的种类和含量。

非变性聚丙烯酰胺凝胶和变性SDS-PAGE电泳在操作上基本上是相同的，只是非变性聚丙烯酰胺凝胶的配制和电泳缓冲液中不能含有变性剂如SDS等。一般蛋白进行非变性凝胶电泳要先分清是碱性还是酸性蛋白。分离碱性蛋白时候，要利用低pH凝胶系统，分离酸性蛋白时候，要利用高pH凝胶系统。 酸性蛋白通常在非变性凝胶电泳中采用的pH是8.8的缓冲系统，蛋白会带负电荷，蛋白会向阳极移动;而碱性蛋白通常电泳是在微酸性环境下进行，蛋白带正电荷，这时候需要将阴极和阳极倒置才可以电泳分离碱性蛋白。

1. 非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳的过程中，蛋白质的迁移率不仅和蛋白质的等电点有关，还和蛋白质的分子量以及分子形状有关，其中蛋白质的等电点是最重要的影响因子，要根据蛋白质的等电点来选择对应的电泳缓冲系统;

2. 非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳的过程中，要注意电压过高引起发热而导致蛋白质变性，所以最好在电泳槽外面放置冰块以降低温度;

3. 蛋白质的分子量较大，则电泳时间可以适当延长，以使目的蛋白质有足够的迁移率和其它的蛋白质分开，反之亦然;

4. 变性样品的离子强度不能太高(I<0.1mM)。上样buffer中没有SDS之外，加入样品后不能加热。