SDS-PAGE หรือ Sodium Dodecyl Sulfate polyacrylamide gel electrophoresis เป็นเทคนิคที่นิยมใช้สำหรับการวิเคราะห์หาน้ำหนักโมเลกุลของโปรตีน (Molecular weight proteins, MW) และศึกษาความบริสุทธิ์ของโปรตีนในตัวอย่าง โดยอาศัยการเคลื่อนที่ของโมเลกุลโปรตีนที่มีประจุเป็นลบบน Polyacrylamide gel เคลื่อนที่ตามประจุไฟฟ้าไปยังขั้วตรงข้าม (จากขั้วลบ ไปยัง ขั้วบวก) ทำให้สามารถมองเห็นการแยกกันของโปรตีนขนาดต่างๆได้ โปรตีนที่มีน้ำหนักโมเลกุลน้อย (Low MW proteins) จะเคลื่อนที่บนเจลได้เร็วกว่าโปรตีนที่มีน้ำหนักโมเลกุลมาก (High MW proteins)

          หลักการคือโปรตีนจะถูกละลายอยู่ในบัฟเฟอร์ที่เป็นด่างซึ่งมีส่วนประกอบของ Sodium Dodecyl Sulfate (SDS) ซึ่งเป็นสารที่มีประจุเป็นลบ สาร SDS จะจับกับพอลิเพปไทด์หรือสายของโปรตีนโดยมี mercaptoethanol หรือ Dithiotreithol (DTT) เป็น Reducing agent เพื่อทำลายพันธะ Disulfide ทำให้โปรตีนที่จับกับ SDS คลายตัวออกเป็นเส้นตรงและมีประจุลบทั้งหมด เมื่อให้กระแสไฟฟ้า โมเลกุลที่มีประจุลบจะเคลื่อนที่เข้าหาขั้วบวก ซึ่งอัตราการเคลื่อนที่ของโปรตีนจะเร็วหรือช้าขึ้นกับขนาดน้ำหนักโมเลกุลและขนาดของรูพรุนของ Polyacrylamide gel

รูปที่ 1 แผนผังไดอะแกรมของพอลิอะคริลาไมด์เจลอิเล็กโตรโฟรีซิส (Gülay, et al, 2018).

อุปกรณ์และสารเคมีที่เกี่ยวข้องสำหรับการทำ SDS-PAGE

อุปกรณ์ : ชุดรันเจลแนวตั้งพร้อมแหล่งจ่ายกระแสไฟฟ้า

>> Mini Vertical Gel Electrophoresis Apparatus, MV-10DSYS

รายละเอียดเพิ่มเติม: https://www.majorsci.com/product/4-0-mv-10dsys

>> Mini Pro 300V Power Supply, MINI-300

รายละเอียดเพิ่มเติม: https://www.majorsci.com/product/5-02-mini-300

>> Lively 300V Power Supply, MP-310

รายละเอียดเพิ่มเติม: https://www.majorsci.com/product/5-05-mp-310

สารเคมีที่เกี่ยวข้องกับการเตรียม Acrylamide gel

1. Acrylamide/Bis-acrylamide solution

2. Ammonium persulfate (APS)

3. Sodium dodecyl sulfate (SDS)

4. Tris-HCl

5. TEMED (Tetramethylethylenediamine)

โปรตีนมาตรฐาน

          โปรตีนมาตรฐาน (protein marker/protein ladder) คือโปรตีนบริสุทธิ์ที่ทราบน้ำหนักโมเลกุลแน่นอนหลายขนาดมาผสมรวมกัน เพื่อใช้ในการบอกน้ำหนักโมเลกุลและติดตามการเคลื่อนที่ของโปรตีนที่สนใจ แบ่งเป็น 2 รูปแบบ ดังนี้

          1. โปรตีนมาตรฐานที่ไม่ติดสี (Unstained protein marker) : เป็นโปรตีนมาตรฐานที่ไม่มีสีย้อม ติดมาด้วย หลังจากการรัน SDS-PAGE เสร็จแล้ว หากนำเจลไปย้อมสี Coomassie หรือ Silver ก็จะสามารถมองเห็นแถบโปรตีนมาตรฐานขนาดต่างๆได้ ซึ่งการเลือกใช้โปรตีนมาตรฐานจะขึ้นอยู่กับขนาดของโปรตีนที่เราสนใจ ตัวอย่างของโปรตีนมาตรฐาน

>> UNveil Unstained Protein Ladder（10 to 200 kDa）

รายละเอียดเพิ่มเติม: http://bio-helix.com/products?category_id=7

          2. โปรตีนมาตรฐานที่ติดสี (Prestained protein marker) : เป็นโปรตีนมาตรฐานที่โปรตีนทุก ขนาดจะย้อมสีแล้วเหมาะสำหรับการศึกษาโปรตีนทุกชนิด ใช้ในการวิเคราะห์โปรตีนที่ต้องการติดตามการเคลื่อนที่ในขณะรัน SDS-PAGE สามารถเห็นสีย้อมที่ติดอยู่บนโปรตีนอย่างชัดเจนโดยไม่ต้องนำไปย้อมหลังรันเจลเสร็จ และสามารถนำไปใช้ต่อได้ในการทำ Western Blot ได้อีกด้วย ตัวอย่างของโปรตีนมาตรฐาน

>> IRIS9 Plus Prestained Protein Ladder (15 to 170 kDa）

รายละเอียดเพิ่มเติม: http://bio-helix.com/products/266

>> IRIS11 Prestained Protein Ladder (3 to 260 kDa）

รายละเอียดเพิ่มเติม: http://http://bio-helix.com/products/267

การย้อมสีเจล

          ในขั้นตอนสุดท้ายของการแยกโปรตีนด้วยเทคนิค SDS-PAGE หลังจากโปรตีนบนแผ่นเจลถูกแยกขนาดด้วยกระแสไฟฟ้าแล้ว จะสามารถวิเคราะห์ผลได้โดยวิธีการย้อมสีบนแผ่นเจล เช่น การย้อมสีโปรตีนเช่นการย้อมสี Coomassie (นิยมใช้มากที่สุดและใช้งานง่าย), การย้อมสี Silver nitrite หรือการย้อมด้วยสี Fluorescence การยอมสีด้วยวิธีต่างๆจะทำให้สามารถวิเคราะห์ผลโปรตีนบนแผ่นเจลได้เมื่อเทียบกับโปรตีนมาตรฐาน ตัวอย่างของสี Coomassie ที่นิยมใช้งานสำหรับการย้อมเจล SDS-PAGE

>> jetBLUE Protein Staining Solution

รายละเอียดเพิ่มเติม: http://bio-helix.com/products/231

>> COOMASSIE nano Protein Staining Solution

รายละเอียดเพิ่มเติม: http://bio-helix.com/products/256

>> 5X Concentrate COOMASSIE nano Protein Staining Solution

รายละเอียดเพิ่มเติม: http://bio-helix.com/products/261

ศึกษาข้อมูลเพิ่มเติม: https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/10700D#/10700D

หรือติดต่อแผนก Technical support e-mail: TAS@3nholding.com หรือฝ่ายงาน Life Science product โทร 02-274-8331

บทความโดย: สุวิตรา เสถียรอนันต์กุล

ตำแหน่ง: Technical Application Specialist for Molecular Biology Products