水平与垂直凝胶电泳系统

凝胶电泳是一个实验室方法,允许对基于它们的大小的核酸(DNA或RNA)和蛋白质的分离。电泳是通过实验室研究疫苗,药品,法医,DNA分析或其他生命科学应用。该技术也被用于工业,如采矿或食品科学。

凝胶电泳利用多孔凝胶基质,通过该蛋白或核酸迁移。两个核酸和蛋白质具有净负电荷,即利用通过介质,以促进所期望的分子的迁移的性质。

 

凝胶盒设有在一端具有阴极和在另一阳极。盒子填充有离子缓冲液,当施加电荷而产生电场。由于蛋白质和核酸具有均匀的负电荷,该分子将迁移朝着正电极。这种迁移的速度取决于分子穿过凝胶的孔中如何容易移动。较小的分子,越容易他们“适合”通过孔,并且因此,更快它们迁移。当完成时,该过程导致了基于它们的分子量分离的蛋白或核酸的独特条带。与异质材料开始,这种技术是识别一个强有力的方法和独立的不同的分子。

Electrophoresis_making凝胶

准备电泳凝胶。图片来源:Accuris由基准科学。

凝胶电泳可在水平或垂直方向来进行。水平凝胶通常由琼脂糖基质,而垂直凝胶通常由丙烯酰胺基质。这些凝胶的孔径大小取决于化学成分的浓度:琼脂糖凝胶的孔(100**500纳米的直径)较大,较不均匀相比,丙烯酰胺gelpores(10**200纳米的直径)的。相比较而言,DNA和RNA分子比蛋白的线性链,这往往是之前或在此过程中变性大,这使得它们更容易分析。因此,DNA和RNA分子更经常在琼脂糖凝胶上(水平地)运行,而蛋白质丙烯酰胺凝胶(垂直地)运行。

水平凝胶电泳

在水平凝胶电泳,凝胶浇铸在水平方向和在凝胶盒内运行缓冲液浸没。凝胶盒分为两个室,具有琼脂糖凝胶分离两个。如前所述,阳极位于一端,而阴极位于另一个。离子运行缓冲液使得当施加电流以创建一个电荷梯度。此外,该缓冲器用于冷却凝胶,因为被施加电荷而加热。运行缓冲液通常再循环,以防止pH梯度的形成。

水平凝胶电泳;  凝胶样品运行之后被删除。 图片来源:Accuris由基准科学

水平电泳; 凝胶样品运行之后被删除。图片来源:Accuris由基准科学

由于一个水平凝胶系统的两个隔室通过运行缓冲液连接的,这是不可能利用具有不连续的缓冲系统的水平的系统。此外,丙烯酰胺不能用于水平系统,因为凝胶在暴露于大气中的氧的托盘浇铸。氧抑制丙烯酰胺的聚合,并因此,与创建凝胶的干扰。该易于使用水平系统使得这对大多数DNA和RNA应用的理想选择。

垂直电泳

垂直凝胶法比其水平对应稍微复杂一些。垂直系统利用不连续的缓冲系统,其中,在顶室中含有在阴极和底室包含阳极。薄的凝胶(小于2毫米)的两块玻璃板之间注入并安装成使凝胶底部浸没在缓冲在一个室和顶部浸没在缓冲在另一个腔室。当电流施加时,缓冲量小,通过从顶部腔室的底部室中的凝胶迁移。

不同于水平的系统中,缓冲区只能流过凝胶,其允许分离期间的电压梯度的**控制。当与丙烯酰胺凝胶的小孔径结合,较大的间距和分辨率可以与该系统可以实现相比水平的系统。

用荧光凝胶电泳染料照明带。 图片来源:Accuris由基准科学

用荧光凝胶电泳染料照明带。图片来源:Accuris由基准科学

因此,这方法我应该使用?

一般来说,水平凝胶电泳是DNA和RNA分离的理想选择,而垂直系统是理想的蛋白质。使用的简易性,与分离过程期间访问凝胶的能力相结合,使流行用于分离核酸的水平的系统。当类似的分离核酸(如染料期间终止测序)的研究人员会选择一个垂直系统的更高的分辨率。因此,分子的性质与分离将决定其电泳系统是**适合你的应用凝胶所需的分辨率相结合。