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电泳技术简单介绍

2020.8.13
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coconut

天道酬勤

  电泳技术原理(以琼脂糖凝胶电泳为例)

  1、首先介绍使用的载体--琼脂糖。

   琼脂糖是线性的多聚物,基本结构是1,3连结的β-D-半乳呋喃糖和1,4连结的3,6-脱水α-L-半乳呋喃糖。琼脂果胶是由许多更小的分子组成的异质混合物。琼脂糖在水中一般加热到90℃以上溶解,温度下降到35-40℃时形成良好的半固体状的凝胶,这是它具有多种用途的主要特征和基础。琼脂糖凝胶性能通常用凝胶强度表示。强度越高,凝胶性能越好。质量较好的琼脂糖强度通常在1200克/cm2以上(1%胶浓度)。

  为啥用它呢,因为他有很多优点奥!

   琼脂糖的凝胶性是由存在的氢键所致,凡是能破坏氢键的因素都能导致凝胶性的破坏。琼脂糖具有亲水性,并几乎完全不存在带电基团,对敏感的生物大分子极少引起变性和吸附,是理想的惰性载体。天然琼脂(agar)是一种多聚糖,主要由琼脂糖(agarose,约占80%)及琼脂胶(agaropectin)组成。琼脂糖是由半乳糖及其衍生物构成的中性物质,不带电荷,而琼脂胶是一种含硫酸根和羧基的强酸性多糖,由于这些基团带有电荷,在电场作用下能产生较强的电渗现象,加之硫酸根可与某些蛋白质作用而影响电泳速度及分离效果。在琼脂糖制备过程中需要把琼脂果胶尽量去除,否则琼脂糖有可能存在极微量硫酸根和丙酮酸取代电离基团,就会造成电内渗(EEO),电内渗对质点的移动产生影响,因而质量较好的琼脂糖硫酸根含量比较低,通常在0.2%以下,电内渗比较小,通常在0.13以下。这也就是琼脂糖比琼脂贵那么多的原因了。此外,琼脂糖凝胶还有以下特点:

  (1)琼脂糖凝胶电泳操作简单,电泳速度快,样品不需事先处理就可以进行电泳。

  (2)琼脂糖凝胶结构均匀,含水量大(约占98%~99%),近似自由电泳,样品扩散较自由,电流对样品吸附极微,因此电泳图谱清晰,分辨率高,重复性好。

  (3)琼脂糖透明无紫外吸收,电泳过程和结果可直接用紫外光灯检测及定量测定。

  (4)电泳后区带易染色,样品极易洗脱,便于定量测定。制成干膜可长期保存。

  总之琼脂糖凝胶电泳常用于分离、鉴定核酸,如DNA鉴定,DNA限制性内切核酸酶图谱制作等。由于这种方法操作方便,设备简单,需样品量少,分辨能力高,已成为基因工程研究中常用实验方法之一。

  2、琼脂糖凝胶电泳原理

  DNA分子在常规的电泳缓冲液(高于等电点的pH溶液)中5’磷酸的氢离子解离被中和,而只剩磷酸根离子,故带负电,因而在电场中向正极移动(电荷效应)。又由于琼脂糖凝胶具有分子筛效应,在一定的电场强度下,DNA分子的迁移速度取决于分子本身的大小和构型。因此琼脂糖凝胶电泳不仅可分离不同分子量的DNA,也可以分离分子量相同、但构型不同的DNA分子,如质粒三种构型。

  在构型相同条件下,具有不同分子量(碱基对)的DNA片段迁移速度不一样,DNA片段迁移距离与分子量(碱基对)的对数成反比,所以可以通过已知大小的标准物移动的距离与未知线性DNA片段的移动距离进行比较,便可测出未知DNA片段的大小。同时由于电荷效应存在,因此在测定DNA分子大小时,可以提高凝胶的浓度和降低电压,减少电荷效应,增强分子筛效应而提高测量准确性及电泳的分辨率。


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