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琼脂糖凝胶电泳的实验原理及配制步骤

2025-10-31 15:58:02

来源/作者:普拉特泽-生物医学整体课题外包平台

    琼脂糖凝胶电泳是分子生物学实验室不可或缺的核心技术,主要用于分离、鉴定和纯化DNA片段。其原理在于DNA在pH中性的缓冲液中带负电荷,在电场驱动下向阳极迁移,不同大小的片段因在琼脂糖凝胶中受到的阻力不同而实现分离。掌握它,是探索基因奥秘的第一步,噗啦噗啦实验带大家继续研究研究新实验吧~

一、琼脂糖凝胶电泳的原理       
琼脂糖凝胶电泳是分离和鉴定DNA片段的经典技术。理解其原理,只需抓住三个关键:凝胶、电场和分子本身。 
1、凝胶:制造“分子筛”跑道  

      琼脂糖是从海藻中提取的线性多糖。当其溶液冷却凝固时,会形成一个布满纳米级孔洞的三维网状结构,如同一座“分子筛”。而这些孔洞是DNA分子在凝胶中移动的唯一通道。 琼脂糖的浓度直接决定孔洞大小。浓度越高,孔洞越小,分辨率越高,适合分离小片段DNA(如2%的凝胶用于50-500bp片段);浓度越低,孔洞越大,允许大片段DNA顺利通过(如1%的凝胶用于>1000bp的片段)。


2、电场:提供前进的“驱动力”

DNA骨架上的磷酸基团使其整体带负电荷。在电场中,它们会异性相吸,持续地向正极(阳极)泳动。电泳缓冲液则为电荷的传导提供了介质,确保了电场的稳定。


3、分子量:决定“跑步”的速度  

       不同大小的DNA分子在穿越凝胶孔洞时,会经历不同的阻力。小分子DNA体积小,行动灵巧,能快速穿过孔洞,跑得更远;大分子DNA体积大,容易被孔洞“卡住”或阻碍,迁移速度慢。 最终经过一段时间的电泳,原本混合的DNA样品便会按照分子量大小被分离开,在凝胶上形成一条条清晰的“带”。通过与已知大小的DNA Marker(标准参照物) 进行比较,我们就可以大概判断出未知DNA片段的大小。



按所需浓度计算琼脂糖粉末用量。如:配制
 100mL 1% 琼脂糖凝胶,需称取 1g 琼脂糖粉末。


2溶解琼脂糖

将称好的琼脂糖粉末放入锥形瓶中,加入 50mL TAE 缓冲液,轻轻摇匀后,放入微波炉中加热(中高火,每次加热 30 秒,取出摇匀,重复 2-3 次),直到琼脂糖粉末完全溶解,溶液呈透明无颗粒状(注意:加热时锥形瓶需敞口,避免溶液沸腾溢出,取出时要戴手套防烫伤)

 

3加入核酸染料

加入适量的核酸染料,如 100mL 溶液加 10μL染料,具体浓度按染料说明书调整,轻轻颠倒锥形瓶混匀(避免产生气泡)

 

4倒胶与插梳

电泳槽的胶托洗净擦干,放入水平台;将混匀的琼脂糖溶液缓慢倒入胶托中,避免产生气泡;然后将梳子垂直插入凝胶一端的凹槽中(梳子齿间距根据样品数量选择),静置 30-40 分钟,待凝胶完全凝固即可使用。使用的时候轻轻将梳子拔出。

    好啦,琼脂糖凝胶电泳的实验步骤咱们就介绍完啦,如果您也对琼脂糖凝胶电泳的实验或正在准备琼脂糖凝胶电泳的实验的话欢迎随时咨询噗啦噗啦实验