冬天配胶死活不凝的元凶:常态分子氧在量子力学基态下的“自由基灭火毯”
1970 年 8月15日 · SDS-PAGE 变性胶配制试剂(30% Acr-Bis / APS / TEMED)与垂直制胶架
你知道吗?
不要责怪 TEMED 失效了,怪只怪你吸入体内的氧气在量子力学基态下是一头饥渴的自由基杀手——冬天越冷,它在冰水里潜伏得越深。
每个跑蛋白电泳的研究生,到了寒冬腊月都遭遇过这种见鬼的抓狂现场:严格按照说明书配好了分离胶,过硫酸铵(APS)和催化剂 TEMED 甚至多加了一倍,可垂直玻璃板灌进去整整一个小时,里面的液体依然像自来水一样稀薄,死活不肯凝固!
夏天明明十五分钟就冻成坚韧果冻,难道冬天试剂真的集体中邪?罪魁祸首其实是空气中无处不在的分子氧(O2)。根据量子力学自旋轨道理论,我们呼吸的常态氧分子并不是平平无奇的共价分子,它在基态下是一个带有两个自旋平行单电子的三线态双自由基()!
当 APS 在 TEMED 催化下裂解出硫酸根自由基去引发丙烯酰胺双键聚合时,氧分子会以逼近水溶液扩散极限的惊人速率()截胡碳自由基,生成死寂的过氧自由基使聚合链瞬间猝死。
而根据亨利定律,气体溶解度随水温下降而暴增——4℃ 冰水里的溶解氧比 25℃ 室温足足高出 50% 以上!铺天盖地的溶氧如同一场大暴雪熄灭了刚燃起的自由基火种。破解方法极简:水放微波炉转十秒除气,灌完胶立刻加异丙醇压住液面,凝胶立刻听话封口。