实验技巧

SDS-PAGE 凝胶配制指南:丙烯酰胺浓度、配方计算与常见问题

SDS-PAGE 是 Western blot 和蛋白分析的基础。本文整理 8%、10%、12%、15% 四档常用分离胶 + 5% 浓缩胶的精确配方(1.0 mm / 1.5 mm / 0.75 mm 小板、双板、中板全覆盖),给出按目标蛋白分子量选胶浓度的决策表,以及胶不凝、凝胶不均、梳孔气泡、条带拖尾等 7 个常见问题的根因与解决。

更新于 2026-08-20 6 分钟
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按分子量选胶浓度(先看这个,不要上来就 12%)

目标蛋白大小推荐分离胶浓度备注
>150 kD(大蛋白:如 EGFR 175 kD、mTOR 289 kD)6–8%注意转膜时间加长
80–150 kD(中等大:如 GAPDH 36 kD 不用在这里)8–10%最常用
30–80 kD(最常见区间:GAPDH 36、Tubulin 55、Actin 42、p53 53)10–12%WB 默认 12% 不出错
15–30 kD(小蛋白:Histone、Rho、Caspase 片段)12–15%转膜时间缩短
<15 kD(肽段、Caspase 切割产物)15–16% Tris-Tricine 系统常规 Tris-Glycine 小条带跑出胶外
需要一次分离多种分子量大跨度4–15% / 4–20% 梯度胶推荐买预制胶,自制梯度需梯度混合仪

一句话:目标蛋白越大 → 胶越稀;蛋白越小 → 胶越浓。

试剂准备

核心储液(4°C 保存,可长期使用 3 个月):

  • 30% Acr-Bis(29:1):29 g 丙烯酰胺 + 1 g 甲叉双丙烯酰胺溶于 100 mL ddH₂O,滤纸过滤避光
  • 1.5 M Tris·Cl pH 8.8(分离胶缓冲液)
  • 0.5 M Tris·Cl pH 6.8(浓缩胶缓冲液)
  • 10% SDS(w/v)
  • 10% APS(过硫酸铵):必须现用现配或 -20°C 分装 ≤1 周,失效是胶不凝的头号元凶
  • TEMED:4°C 避光保存,开瓶 6 个月后活性下降

安全:丙烯酰胺单体是神经毒素,全程戴手套;聚合后无毒。

精确配方表(全部按 1 块胶算,双板 ×2)

市面上小型垂直电泳槽(如 Bio-Rad Mini-PROTEAN Tetra)最常见三种玻璃板厚度,下面覆盖。

分离胶配方(体积 mL)

分离胶浓度8%10%12%15%
0.75 mm 小板(约需 5 mL)
ddH₂O2.251.901.551.00
30% Acr-Bis1.351.652.002.50
1.5 M Tris pH 8.81.251.251.251.25
10% SDS0.050.050.050.05
10% APS0.050.050.050.05
TEMED0.003(3 µL)0.0030.0030.003
1.0 mm 小板(约需 6.5 mL)
ddH₂O2.952.451.951.30
30% Acr-Bis1.752.152.603.25
1.5 M Tris pH 8.81.601.601.601.60
10% SDS0.0650.0650.0650.065
10% APS / TEMED0.065 / 4 µL0.065 / 4 µL0.065 / 4 µL0.065 / 4 µL
1.5 mm 小板(约需 8.5 mL)
ddH₂O3.853.202.551.70
30% Acr-Bis2.252.803.404.25
1.5 M Tris pH 8.82.102.102.102.10
10% SDS0.0850.0850.0850.085
10% APS / TEMED0.085 / 5 µL0.085 / 5 µL0.085 / 5 µL0.085 / 5 µL

5% 浓缩胶配方(顶部约 1.5 cm 高度)

浓缩胶0.75 mm(~2 mL)1.0 mm(~2.5 mL)1.5 mm(~3.5 mL)
ddH₂O1.351.702.38
30% Acr-Bis0.330.420.58
0.5 M Tris pH 6.80.250.310.44
10% SDS0.020.0250.035
10% APS0.020.0250.035
TEMED2 µL2.5 µL3.5 µL

标准化制胶流程

  1. 装板:将长短玻璃板对齐放入制胶架,拧紧夹件 → 底部灌蒸馏水检漏 1 分钟,无水珠渗漏再继续
  2. 配分离胶:按表量取 ddH₂O、Acr-Bis、Tris、SDS 混匀,最后加 APS 和 TEMED(加完会开始聚合,手要快)
  3. 灌分离胶:沿玻璃板内壁缓缓加入,灌至距离短玻璃板顶部 2.5 cm(预留浓缩胶空间)
  4. 封水相:在胶顶缓慢叠加 1 mL ddH₂O 或正丁醇,封液面防止胶面凹陷、排除边缘气泡
  5. 等待聚合:室温 25–30 分钟(胶体聚合会看到水相下方出现清晰折射界面)
  6. 去封层:倒去水相,用滤纸条吸干残留(不要碰到胶面)
  7. 配浓缩胶 + 插梳:配好浓缩胶立即灌入,将梳子以 45° 斜插入(减少气泡),插到底后缓慢放平,室温聚合 20 分钟
  8. 装槽:拔梳子时缓慢垂直向上,用注射器对着孔位打 1× 电泳缓冲液冲洗梳孔碎胶

跑胶参数参考

1× 电泳缓冲液(Tris 3 g + Glycine 14.4 g + SDS 1 g → 加水到 1 L,pH ≈ 8.3,不用调)

设备起始溴酚蓝跑入分离胶后总时长
Mini-PROTEAN(1.0 mm)80 V 恒压 20 min120 V 恒压至溴酚蓝到胶底~60 分钟
Mini-PROTEAN(1.5 mm)80 V 25 min140 V 至结束~75 分钟
中大型电泳槽60 V 30 min110–130 V~90 分钟

溴酚蓝在不同浓度凝胶中的对应分子量(注意这只是近似值,不要当真):

  • 10% 胶:溴酚蓝约对应 10–15 kD
  • 12% 胶:溴酚蓝约对应 6–10 kD
  • 小蛋白(<20 kD)不要跑到溴酚蓝出胶底

7 个常见问题与根因

1. 分离胶不凝或聚合非常慢(>40 分钟)

  • 90% 是 APS 失效:重新配制 10% APS,或 APS 加量翻倍(如 50 µL → 100 µL/10 mL)
  • 其次是 TEMED 过期 / 加量太少
  • 温度低于 20°C:把制胶架移入 37°C 孵箱,聚合速度 +2 倍
  • SDS 储液析出:37°C 水浴加热溶解摇匀再用

2. 胶凝固太快(加完 TEMED 还没灌就凝了)

  • APS 或 TEMED 加量过多:上述配方是标准量
  • 室温 >30°C:把缓冲液放冰盒里,APS/TEMED 临灌前最后 10 秒才加
  • Acr-Bis 沉淀/析出(久置试剂):换一瓶新的

3. 胶面凹陷或一边高一边低

  • 封水相时加水太猛:应沿侧壁缓慢滴加,不要直接冲胶面
  • 制胶架未放平:放个水平仪
  • 玻璃板没夹平(长短玻璃之间错开):重新装板

4. 梳孔有气泡,孔位变形

  • 插梳太快、直插:改为 45° 斜插
  • 浓缩胶加 APS/TEMED 后放了太久再插:应立即插
  • 梳子有脏东西:用酒精棉擦干净,梳子齿有划痕会带气泡

5. 电泳时条带拖尾(不是上样问题)

  • Acr-Bis 试剂过期:单体不纯 → 聚合不均匀
  • 胶聚合不足:聚合 20 分钟就跑 → 建议至少 30 分钟,或者头天晚上灌胶封口保湿过夜
  • 电泳缓冲液用太多次(>3 次):换新缓冲液

6. 电泳时胶从玻璃板上脱落

  • 玻璃板没有彻底洗干净:残留蛋白/去污剂
  • 封水相用了太多正丁醇:对边缘胶层有一定损伤,改用水封就好

7. 小蛋白<20 kD 跑不出条带或跑出胶外

  • 分离胶浓度不够:改 15% 或 Tris-Tricine
  • 溴酚蓝跑过头:看到溴酚蓝出胶底即停止
  • 搭配 0.2 µm NC 膜(0.45 µm 对 <30 kD 蛋白损失严重)+ 湿转 100 V 30 min

预制胶 vs 自制胶

维度自制胶预制胶(Bio-Rad / Thermo)
成本2–5 元 / 块25–50 元 / 块
一致性取决于手法,新手批次差异大好,批次间 CV <5%
梯度胶 / 特殊浓度难做丰富
存放时间2–3 天(保湿袋 4°C)6–12 个月
时间1.5 小时/批即拆即用

建议:日常实验室、做 WB 量大 → 自制胶,省成本又方便;定量 Western、核心数据、梯度胶 → 预制胶。

相关工具

继续用工具完成条件判断和计算

常用缓冲液配方查询

查询 PBS、TBS、TAE、TBE、LB、TE、RIPA 等常用缓冲液的配制配方,输入目标体积自动计算各组分用量。

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摩尔浓度换算

在质量、体积、分子量和摩尔浓度之间进行实验室常用换算。

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分子量计算器

用于核酸、引物或小分子场景下的基础分子量估算。

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