一、實驗原理
本實驗為聚丙烯醯胺膠體電泳，主要原理為電荷效應與分子篩效應。因有加入SDS，所以每一分子的蛋白質淨電荷皆為相同。SDS為一種界面活性劑，會破壞蛋白質結構，並包覆蛋白質形成帶有一致負電荷與一致的形狀（長條形）。又因蛋白質於膠體內的泳動率與電壓和蛋白質分子的淨電荷乘積成正比，與分子和膠體間之摩擦力成反比。所以在SDS-PAGE中，泳動率就只與膠體間之摩擦力成反比，因其每分子蛋白質的電壓與淨電荷乘積皆為相同。
PAG為有孔洞的高分子膠體，因此蛋白質會受分子篩效應的影響。當孔洞皆為相同時，蛋白質分子量越大，其與膠體間之摩擦力就越大，泳動率就隨之下降；而蛋白質分子量越小，則反之。因此可以藉由此差異，可定量出蛋白質的分子量大小。
PAG的聚合反應主要以acrylamide為單體，以bis-acrylamid為架橋分子，可以將PAG之間交連成三次元的網狀高分子。APS可形成自由基引發聚合的起始反應，而TEMED可幫助自由基電子的傳遞。
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| 電泳系統 |
電泳系統可分為五層，由上至下為上層緩衝液、樣本、上膠、下膠、下層緩衝液。電泳系統的設計可以發現1、2、5層緩衝液皆含有甘胺酸，3、4層緩衝液皆含有HCl，而上膠的pH值為弱酸性且膠體濃度低。最主要會這麼設計是因為上膠會使蛋白質發生焦集作用，使蛋白質被壓縮到一個區間。pH6.8剛好為甘胺酸的等電點，因此當通電時，甘胺酸從上層緩衝液跑到上膠時，會從帶負電變成不帶電的狀態。而在上膠中的氯離子則會往下膠的方向跑，此時上膠就會呈現離子缺乏的狀態，再因上膠結構比下膠來得鬆散，因此帶負電的樣本蛋白質就會快速往下填充於上膠之中，直到碰到氯離子尾端才減緩速度。因此樣本蛋白質會聚集於氯離子尾端，直到甘胺酸跑到下膠時，離子缺乏的狀態消失了，於是原本聚集的樣本蛋白質，就會漸漸因電荷效應與分子篩效應分離。
二、實驗步驟
將一厚一薄的玻璃片組裝於製膠台上並確實固定，再注入ddH2O進行測漏。測漏完畢後，將玻璃夾層中的ddH2O倒掉。加入下膠約8 mL後，再加入 1 mL ddH2O進行下膠的壓膠工作。直到下膠凝固後，即可將ddH2O倒掉並加入上膠約 3 mL與插入齒梳。上下膠皆凝固後，取之放入固定夾(電泳夾)中，倒入跑膠緩衝溶液(running buffer)，取出齒梳並依序注入樣品於well中，最後在兩側wel中注入ladder(protein marker)。蓋妥上蓋，確認電極正確，啟動電源開始電泳。
三、實驗心得
這是一個很耗時的實驗，但實驗設計的原理非常有趣，舉凡像是(1)SDS會使蛋白質形狀與電荷一致、(2)PAG凝結原理與(3)電泳系統的設計。
加入SDS很顯然是因為為了使泳動率公式的變數變成一個，方便我們定量。PAG的聚合除了單純的自由基聚合外，也加入了一個非常關鍵的物質，就是架橋分子。為什麼會說架橋分子非常關鍵？因為如果沒有架橋分子的加入，APGE就無法使用分子篩效應去定量出蛋白質分子量，也就是說PAG就不會形成一個三維網狀聚合物。而最後一項有趣的設計就是電泳系統，尤其是上膠的設計，設計成能夠使蛋白質行焦集作用，使結果更漂亮，有畫龍點睛之效果。
雖然我還有一個疑問，就是為什麼核酸與蛋白質的電泳一個要平放另一個要垂直？是因蛋白質的質量大到在跑電泳的過程中，在平放的膠體中，會使蛋白質沉降到底部？使用的膠體不一樣這點我倒是可以理解，因為兩者的物性與畫性本身就不同，因此在膠體的選擇時就會有所不同。
加入SDS很顯然是因為為了使泳動率公式的變數變成一個，方便我們定量。PAG的聚合除了單純的自由基聚合外，也加入了一個非常關鍵的物質，就是架橋分子。為什麼會說架橋分子非常關鍵？因為如果沒有架橋分子的加入，APGE就無法使用分子篩效應去定量出蛋白質分子量，也就是說PAG就不會形成一個三維網狀聚合物。而最後一項有趣的設計就是電泳系統，尤其是上膠的設計，設計成能夠使蛋白質行焦集作用，使結果更漂亮，有畫龍點睛之效果。
雖然我還有一個疑問，就是為什麼核酸與蛋白質的電泳一個要平放另一個要垂直？是因蛋白質的質量大到在跑電泳的過程中，在平放的膠體中，會使蛋白質沉降到底部？使用的膠體不一樣這點我倒是可以理解，因為兩者的物性與畫性本身就不同，因此在膠體的選擇時就會有所不同。
四、引用文獻
- 維基百科。2017。十二烷基硫酸鈉聚丙烯醯胺凝膠電泳 [2017.05.31]
- 維基百科。2017。四甲基乙二胺 [2017.05.31]
- 莊榮輝。2001。聚丙烯醯胺膠体電泳。國立台灣大學農業化學系
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