一、試劑基礎理化特性
β-巰基乙醇是一種含有巰基（-SH）的醇類有機小分子試劑，分子結構中包含羥基與巰基兩種活性官能團，常溫下為無色透明液體，具備還原性，常作為還原劑添加至SDS-PAGE蛋白質電泳上樣緩沖液中，是變性聚丙烯酰胺凝膠電泳體系里常用的輔助試劑，適配蛋白分子量分離、蛋白純度檢測等常規(guī)電泳實驗。
二、蛋白質分子內部關鍵化學鍵特性
天然蛋白質擁有穩(wěn)定的空間三維結構，除肽鍵構成的一級結構外，二級、三級、四級結構依靠氫鍵、疏水作用力、離子鍵以及二硫鍵維持穩(wěn)定。其中二硫鍵由兩個半胱氨酸殘基上的巰基氧化脫水形成，屬于共價鍵，鍵能較高，對蛋白質空間構象的約束作用明顯。在電泳分離實驗中，完整的蛋白空間結構會影響蛋白在凝膠孔隙中的遷移速率，導致電泳條帶彌散、分子量檢測結果偏差，因此需要破壞蛋白高級結構，讓蛋白呈線性單鏈狀態(tài)。
（一）斷裂分子內與分子間二硫鍵，解聚蛋白空間結構
β-巰基乙醇的核心功能為還原斷裂二硫鍵。試劑分子中的游離巰基具備較強供氫還原能力，可與蛋白質鏈內、鏈間的二硫鍵發(fā)生可逆氧化還原反應。反應過程中，二硫鍵（-S-S-）接收氫原子發(fā)生斷裂，重新生成兩個游離巰基（-SH）。鏈內二硫鍵斷裂后，蛋白質自身折疊的球狀空間結構逐步舒展；鏈間二硫鍵斷裂后，多聚體蛋白復合物解聚為單條多肽鏈。
（二）抑制二硫鍵重新氧化復性
蛋白二硫鍵斷裂后，體系內殘留的氧氣容易再次氧化游離巰基，讓二硫鍵重新生成，蛋白再次折疊恢復空間結構。β-巰基乙醇在緩沖液中保持過量添加狀態(tài)，可持續(xù)維持體系還原環(huán)境，優(yōu)先消耗體系內溶解氧，阻擋游離巰基發(fā)生二次氧化，保證電泳全程蛋白質保持線性伸直的單鏈狀態(tài)。
（三）配合SDS實現(xiàn)變性，統(tǒng)一蛋白遷移規(guī)律
電泳緩沖液中的SDS可以包裹多肽鏈，讓蛋白質帶上均勻負電荷，消除蛋白自身電荷差異對遷移速度的影響，但SDS無法破壞二硫鍵。二者形成互補作用：SDS負責消除電荷差異，β-巰基乙醇負責破除二硫鍵穩(wěn)定空間結構，雙重作用下，蛋白質分子的電泳遷移速率僅與自身多肽鏈分子量相關，最終實現(xiàn)蛋白條帶依據(jù)分子量大小有序分離。
四、試劑添加濃度與實驗注意事項
1.常規(guī)上樣緩沖液中，β-巰基乙醇添加體積占比約5%，該濃度可滿足大多數(shù)球蛋白、結構蛋白的二硫鍵還原需求；高含量二硫鍵的蛋白樣品可小幅提升添加量。
2.試劑具備輕微刺激性氣味，實驗操作需在通風櫥內完成，避免直接接觸皮膚與呼吸道。
3.試劑易被空氣氧化失效，日常儲存需要密封避光、低溫保存，開封后盡快使用，避免還原能力下降影響電泳效果。
五、替代試劑說明
在部分電泳實驗中，二硫蘇糖醇（DTT）可替代β-巰基乙醇發(fā)揮還原作用，二者作用原理一致，區(qū)別在于DTT揮發(fā)性更低、氣味更小，而β-巰基乙醇成本更低，常規(guī)基礎電泳實驗中應用范圍更廣。
