聚丙烯酰胺凝膠電泳色譜儀（PAGE）是以聚丙烯酰胺凝膠作為載體的電泳技術，由于分辨率高，目前已廣泛用于蛋白質等生物大分子的分析。聚丙烯酰胺凝膠是由單體丙烯酰胺（CH₂ = CH－CO－NH₂，簡稱Acr）和交聯劑N，N′－甲叉雙丙烯酰胺（CH₂ = CH－CO－NH－CO－CH = CH₂，簡稱Bis）在催化劑作用下聚合而成的含酰胺基側鏈的脂肪族長鏈，相鄰兩個鏈通過甲叉橋交鏈起來，鏈縱橫交錯，形成不帶電荷且具有分子篩性質的三維網狀結構凝膠。參與反應的催化劑有兩種成分，一種是引發劑，提供原始自由基，通過自由基傳遞，使單體Acr成為自由基，引發聚合反應；另一種是加速劑，加快引發劑釋放自由基的速度。

聚丙烯酰胺凝膠的合成是通過提供氧游離基的催化，使體系發生氧化還原反應來完成，催化體系的實質是自由基催化的氧化還原過程。聚丙烯酰胺凝膠合成方式有化學聚合和光聚合。

一、化學聚合：

1、原理：

引發劑過硫酸銨（AP）在加速劑N，N，N′，N′－四甲基乙二胺（TEMED）的催化下形成游離氧自由基，即S₂O₈²ˉ→ 2SO₄ˉ，硫酸自由基的氧原子激活單體Acr形成單體長鏈，交聯劑Bis將單體長鏈間連成三維網狀結構。

Acr和Bis決定孔徑大小，AP和TEMED決定聚合速度。

2、影響化學聚合的因素：

（1）引發劑和加速劑的濃度：

引發劑和加速劑的濃度小，聚合速度慢。濃度過大，易導致電泳時燒膠和區帶畸變。

一般使聚合過程在40～60min內完成。

（2）系統pH：

在堿性pH時，聚合速度快。在酸性條件時，同樣濃度的溶液，聚合速度慢。

存在一個最優pH，以獲得最優聚合結果。

（3）溫度：

溫度高，聚合速度快。溫度低，聚合速度慢。

低溫聚合時，凝膠會變得脆而渾濁，重復性差。在25℃聚合的凝膠，較透明，有彈性。

（4）分子氧：

分子氧能使AP分解，導致自由基淬滅，阻止多聚體鏈長的增加。

進行化學聚合時，反應液應與空氣隔絕。

（5）系統純度：

有些材料如聚丙烯酸甲酯有機玻璃和一些金屬等會抑制聚合反應，反應液和容器表面接觸的一層不能形成凝膠。

某些化學物質可減慢聚合速度。

3、應用：

PAGE的分離膠（小孔膠）是通過化學聚合法制備而成。

二、光聚合：

1、原理：

引發劑核黃素在加速劑TEMED和光照條件下，分解成無色的還原型（無色核黃素），在少量O₂條件下，還原型核黃素被O₂再氧化形成自由基，從而引發聚合反應。

2、影響光聚合的因素：

（1）需痕量氧原子存在，但過量的氧會阻止鏈長的增加。

（2）核黃素用量少（4mg/100mL），生物樣品不失活。

（3）光源容易獲取，改變光照量可控制聚合時間。光照量不易掌握，使凝膠孔徑不穩定。

3、應用：

光聚合的凝膠孔徑大，適于制備PAGE的濃縮膠（大孔膠）。

   

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