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瓊脂糖的原理及實(shí)驗(yàn)過程
  • 發(fā)布日期:2023-07-03      瀏覽次數(shù):1201
    • 實(shí)驗(yàn)原理

      瓊脂糖凝膠電泳常用于分離、鑒定 DNA、RNA 分子混合物,以瓊脂凝膠作為支持物,利用 DNA 分子在電場中時(shí)的電荷效應(yīng)和分子篩效應(yīng),達(dá)到分離混合物的目的。DNA 分子在高于其等電點(diǎn)的溶液中帶負(fù)電,在電場中由陰極向陽極運(yùn)動(dòng)。在一定的電場強(qiáng)度下,忽略DNA分子攜帶的電荷,DNA 分子的遷移速度取決于分子篩效應(yīng),即分子本身的大小和構(gòu)型是主要的影響因素。DNA 分子的遷移速度與相對(duì)分子量成反比。


      不同構(gòu)型的 DNA 分子的遷移速度不同。如環(huán)形 DNA 分子樣品,其中有三種構(gòu)型的分子:超螺旋分子(cccDNA)、開環(huán)分子(ocDNA)、和線形 DNA 分子(IDNA)。這三種不同構(gòu)型分子進(jìn)行電泳時(shí)的遷移速度大小順序?yàn)?cccDNA>IDNA>ocDNA。


      核酸電泳通常使用瓊脂糖凝膠和聚丙烯酰胺凝膠兩種介質(zhì)。瓊脂糖是一種聚合鏈線性分子;聚丙烯酰胺凝膠由丙烯酰胺(Acr)在 N,N,N′-四甲基乙二/胺(TEMED)和過/硫酸/銨(AP)的催化下聚合形成長鏈,并通過交聯(lián)劑 N,N′-亞甲雙丙烯酰胺(Bis)交叉連接而成。瓊脂糖凝膠適合分離200bp至近50kb的DNA片段,而聚丙烯酰胺凝膠對(duì)于小片段(5bp-500bp)的分離效果很好,且分辨力好。選擇不同濃度的凝膠,可以分離不同大小范圍的 DNA 分子。電場強(qiáng)度愈大,帶電顆粒的運(yùn)動(dòng)赹快。但凝膠的有效分離范圍隨著電壓增大而減小,所以電泳時(shí)一般采用低電壓,不超過 6V/cm。而對(duì)于大片段電泳,可以選擇 0.5-1.0V/cm 電泳過夜。如果選擇高電壓電泳,可使用聚丙烯酰胺凝膠。

       

      核酸電泳常采用 TAE、TBE、TPE 三種緩沖系統(tǒng)。TAE 價(jià)格低廉,但緩沖能力低。TPE 在進(jìn)行 DNA 回收時(shí),會(huì)使 DNA 污染磷酸鹽,影響后續(xù)反應(yīng)。所以綜合考慮,多采用 TBE 緩沖液。


      核酸電泳中常用的染色劑是溴化乙錠(EB)。溴化乙錠是一種扁平分子,可以嵌入核酸雙鏈的配對(duì)堿基之間。在紫外線照射 BE-DNA 復(fù)合物時(shí),通過發(fā)光指示核酸的位置。由于EB有較強(qiáng)的揮發(fā)性和毒性,現(xiàn)在大多選擇EB替代品進(jìn)行試驗(yàn),比較常用的有g(shù)elred,goldview,ybr-green等,但是整體效果都弱于傳統(tǒng)的EB。

      材料、試劑及器具

      1、材料
      合適的Marker(分子量標(biāo)準(zhǔn));DNA 樣品
      2、試劑
      加樣緩沖液(6x或10x);瓊脂糖;溴化乙錠(EB)。
      3、器具
      (1)電泳系統(tǒng):電泳儀、水平電泳槽、制膠板等。
      (2)凝膠成像系統(tǒng)或紫外透射儀。

      實(shí)驗(yàn)過程

      1、按所分離的 DNA 分子的大小范圍,選擇合適的比例的凝膠,稱取適量的瓊脂粉,放到一錐形瓶中,加入適量的 TBE電泳緩沖液。然后置微波爐加熱至瓊脂粉溶化,溶液透明。稍搖勻,得膠液。待膠液卻至 60℃左右,在膠液內(nèi)加入適量的比例的溴化乙錠液。
      2、水平放置膠槽,在一端插好梳子,在槽內(nèi)緩慢倒入已況至 60℃左右的膠液,使之形成均勻水平的膠面。
      3、待膠凝固后,小心拔起梳子,使加樣孔端置陰極段放進(jìn)電泳槽內(nèi)。
      4、在槽內(nèi)加入TBE電泳緩沖液,至液面覆蓋過膠面。
      5、把待檢樣品,按合適比例與加樣緩沖液混勻,用移液槍加至凝膠的加樣孔中。
      6、接通電泳儀和電泳槽,并接通電源,調(diào)節(jié)合適電壓,穩(wěn)壓輸出,開始電泳。
      7、觀察溴酚蘭的帶(藍(lán)色)的位置。當(dāng)其移動(dòng)至約凝膠長2/3處時(shí),可停止電泳。
      8、在紫外透視儀的樣品臺(tái)上重新鋪上一張保鮮膜,趕去氣泡平鋪,然后把凝膠放在上面。關(guān)上樣品室外門,打開紫外燈(360nm 或 254nm),通過觀察孔進(jìn)行觀察。

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