SDS－聚丙烯酰胺凝膠電泳是最常用的定性分析蛋白質(zhì)的電泳方法，特別是用于蛋白質(zhì)純度檢測和測定蛋白質(zhì)分子量。

SDS－PAGE -巰基乙醇的樣品處理液，SDS即十二烷基磺酸鈉（CH3-(CH2)10-CH2OSO3-是在要走電泳的樣品中加入含有SDS和 -巰基乙醇可以斷開半胱氨酸殘基之間的二硫鍵，破壞蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)。電泳樣品加入樣品處理液后，要在沸水浴中煮3～5Na+），是一種陰離子表面活性劑即去污劑，它可以斷開分子內(nèi)和分子間的氫鍵，破壞蛋白質(zhì)分子的二級和三級結(jié)構(gòu)，強還原劑 min，使SDS與蛋白質(zhì)充分結(jié)合，以使蛋白質(zhì)完全變性和解聚，并形成棒狀結(jié)構(gòu)。SDS與蛋白質(zhì)結(jié)合后使蛋白質(zhì)－SDS復(fù)合物上帶有大量的負(fù)電荷，平均每兩個氨基酸殘基結(jié)合一個SDS分子，這時各種蛋白質(zhì)分子本身的電荷完全被SDS掩蓋。這樣就消除了各種蛋白質(zhì)本身電荷上的差異。樣品處理液中通常還加入溴酚藍染料，用于控制電泳過程。另外樣品處理液中也可加入適量的蔗糖或甘油以增大溶液密度，使加樣時樣品溶液可以沉入樣品凹槽底部。

制備凝膠時首先要根據(jù)待分離樣品的情況選擇適當(dāng)?shù)姆蛛x膠濃度，例如通常使用的15％的聚丙烯酰胺凝膠的分離范圍是104～105，即分子量小于104的蛋白質(zhì)可以不受孔徑的阻礙而通過凝膠，而分子量大于105的蛋白質(zhì)則難以通過凝膠孔徑，這兩種情況的蛋白質(zhì)都不能得到分離。所以如果要分離較大的蛋白質(zhì)，需要使用低濃度如10％或7.5%的凝膠（孔徑較大）；而對于分離較小的蛋白質(zhì)，使用的較高濃度凝膠（孔徑較小）可以得到更好的分離效果。分離膠聚合后，通常在上面加上一層濃縮膠（約1 cm），并在濃縮上插入樣品梳，形成上樣凹槽。濃縮膠是低濃度的聚丙烯酰胺凝膠，由于濃縮膠具有較大的孔徑（丙烯酰胺濃度通常為3～5％），各種蛋白質(zhì)都可以不受凝膠孔徑阻礙而自由通過。濃縮膠通常pH值較低（通常pH = 6.8），用于樣品進入分離膠前將樣品濃縮成很窄的區(qū)帶。濃縮膠聚合后取出樣品梳，上樣后即可通電開始電泳。

聚丙烯酰胺凝膠電泳和SDS－聚丙烯酰胺凝膠電泳有兩種系統(tǒng)，即只有分離膠的連續(xù)系統(tǒng)和有濃縮膠與分離膠的不連續(xù)系統(tǒng)，不連續(xù)系統(tǒng)中最典型、國內(nèi)外均廣泛使用的是著名的Ornstein-Davis高pH堿性不連續(xù)系統(tǒng)，其濃縮膠丙烯酰胺濃度為4％，pH = 6.8，分離膠的丙烯酰胺濃度為12.5％，pH = 8.8。電極緩沖液的pH = 8.3，用Tris、SDS和甘氨酸配制。配膠的緩沖液用Tris、SDS和HCl配制。

樣品在電泳過程中首先通過濃縮膠，在進入分離膠前由于等速電泳現(xiàn)象而被濃縮。這是由于在電泳緩沖液中主要存在三種陰離子，Cl－、甘氨酸陰離子以及蛋白質(zhì)－SDS復(fù)合物，在濃縮膠的pH值下，甘氨酸只有少量的電離，所以其電泳遷移率最小，而Cl－的電泳遷移率最大。在電場的作用下，Cl－最初的遷移速度最快，這樣在Cl－后面形成低離子濃度區(qū)域，即低電導(dǎo)區(qū)，而低電導(dǎo)區(qū)會產(chǎn)生較高的電場強度，因此Cl－后面的離子在較高的電場強度作用下會加速移動。達到穩(wěn)定狀態(tài)后，Cl－和甘氨酸之間形成穩(wěn)定移動的界面。而蛋白質(zhì)－SDS復(fù)合物由于相對量較少，聚集在甘氨酸和Cl－的界面附近而被濃縮成很窄的區(qū)帶（可以被濃縮三百倍），所以在濃縮膠中Cl－是快離子（前導(dǎo)離子），甘氨酸是慢離子（尾隨離子）。

當(dāng)甘氨酸到達分離膠后，由于分離膠的pH值（通常pH = 8.8）較大，甘氨酸離解度加大，電泳遷移速度變大超過蛋白質(zhì)－SDS復(fù)合物，甘氨酸和Cl－的界面很快超過蛋白質(zhì)－SDS復(fù)合物。這時蛋白質(zhì)－SDS復(fù)合物在分離膠中以本身的電泳遷移速度進行電泳，向正極移動。由于蛋白質(zhì)－SDS復(fù)合物在單位長度上帶有相等的電荷，所以它們以相等的遷移速度從濃縮膠進入分離膠，進入分離膠后，由于聚丙烯酰胺的分子篩作用，小分子的蛋白質(zhì)可以容易的通過凝膠孔徑，阻力小，遷移速度快；大分子蛋白質(zhì)則受到較大的阻力而被滯后，這樣蛋白質(zhì)在電泳過程中就會根據(jù)其各自分子量的大小而被分離。溴酚藍指示劑是一個較小的分子，可以自由通過凝膠孔徑，所以它顯示著電泳的前沿位置。當(dāng)指示劑到達凝膠底部時，停止電泳，從平板中取出凝膠。在適當(dāng)?shù)娜旧褐校ㄈ缤ǔＪ褂玫目捡R斯亮藍）染色幾個小時，而后過夜脫色。脫色液去除凝膠中未與蛋白結(jié)合的背底染料，這時就可以清晰地觀察到凝膠中被染色的蛋白質(zhì)區(qū)帶。通常凝膠制備需要1～1.5小時，電泳在25～30mA下通常需要3小時，染色2～3小時，過夜脫色。通常使用的垂直平板電泳可以同時進行多個樣品的電泳。

Ornstein和Davis設(shè)計的高pH堿性不連續(xù)系統(tǒng)，有其獨特的特點。根據(jù)Henderson-Hasselbalch公式：

式中的“α”是緩沖液中各種分子的離解度。由上式可以看出：① 濃縮膠的pH（6.8）小于慢離子甘氨酸的pKa（9.8）3個pH左右，所以 α≈ 0.001，即在濃縮膠中甘氨酸只有0.1％離解，因此在電場中遷移很慢，是慢離子。② 快離子Cl－由于幾乎全部離解，電泳遷移率最大，不受pH變化的影響。③ 分離膠的pH（8.8）小于慢離子的pKa 一個pH左右，α≈ 0.1，所以在分離膠中甘氨酸離解加大，電泳遷移率加大，就趕到蛋白質(zhì)帶的前面。

此外還可以總結(jié)出該系統(tǒng)的特點有：④ 電極緩沖液中共軛堿Tris的pKa小于分離膠的pH約１個pH，使其緩沖能力大。⑤電極緩沖液的pH為8.3，相近于Tris的pKa（8.1），以便獲得最大的緩沖能力。

SDS－聚丙烯酰胺凝膠電泳還可以用于未知蛋白分子量的測定，在同一凝膠上對一系列已知分子量的標(biāo)準(zhǔn)蛋白及未知蛋白進行電泳，測定各個的標(biāo)準(zhǔn)蛋白的電泳距離（或遷移率），并對各自分子量的對數(shù)（log Mr）作圖，即得到標(biāo)準(zhǔn)曲線。測定未知蛋白質(zhì)的電泳距離（或遷移率），通過標(biāo)準(zhǔn)曲線就可以求出未知蛋白的分子量。

SDS－聚丙烯酰胺凝膠電泳經(jīng)常應(yīng)用于提純過程中純度的檢測，純化的蛋白質(zhì)通常在SDS電泳上應(yīng)只有一條帶，但如果蛋白質(zhì)是由不同的亞基組成的，它在電泳中可能會形成分別對應(yīng)于各個亞基的幾條帶。SDS－聚丙烯酰胺凝膠電泳具有較高的靈敏度，一般只需要不到微克量級的蛋白質(zhì)，而且通過電泳還可以同時得到關(guān)于分子量的情況，這些信息對于了解未知蛋白及設(shè)計提純過程都是非常重要的。