电泳如何工作



凝胶电泳
,通常也称为DNA电泳或简称为电泳,是一种根据大小分离DNA片段(和其他带电分子)的技术。通常使用琼脂糖凝胶和电荷完成此步骤,以使片段彼此分离。

该技术具有许多应用,包括检查DNA,DNA指纹,犯罪学以及各种医疗应用。

什么是凝胶电泳?

凝胶电泳是一项技术,可让科学家根据大小分离带电分子。这包括DNA,RNA和蛋白质。

请记住,由于分子的糖-磷酸骨架中带负电的氧分子,DNA和RNA带有轻微的负电荷。取决于多肽链中的氨基酸,蛋白质可以具有一定范围的电荷。

电泳的组成

为了进行电泳,**先需要制备凝胶。这几乎可以在任何实验室中完成。琼脂糖凝胶是**常见的。为了制作凝胶,将琼脂糖粉与一种称为电泳缓冲液的特殊缓冲液混合。然后加热该混合物直至琼脂糖溶解并在缓冲溶液中充分混合。

请注意,某些电泳方案要求添加溴化乙锭(Et-Br)。这会染色电泳中使用的所有DNA,以使您可以在紫外线下查看片段的位置。

塑造凝胶

然后将其倒入称为凝胶浇铸托盘的矩形模具中。与产生用于电泳的矩形凝胶的模具一起,将梳子置于凝胶的一端。这种梳子可以将您希望通过电泳分离的样品装载到孔中。您可以在这里看到图片。

凝胶硬化后,将孔梳移开,并将凝胶放入特殊的电泳槽中。在槽中填充另一种缓冲液,直到有一小层缓冲液完全覆盖琼脂糖凝胶。

该罐通过缓冲溶液,再通过琼脂糖凝胶产生电流(范围为50至150 V)。琼脂糖凝胶的孔位于电流的负极(阴极),凝胶的另一端位于电流的正极(阳极)。

电泳如何工作?

在电流通过水箱和凝胶之前,您的样品已装入孔中。这是使用微量移液器完成的。“标记”样本(也称为DNA阶梯)是具有已知DNA片段大小的样本,可以帮助您比较样本并了解所测试样本的大小。

通常,将跟踪染料(也称为填充染料)添加到每个样品中,以帮助您将样品加载到孔中。染料还可以帮助您跟踪样品在凝胶中的运动。

那么样品实际上如何在凝胶中移动并按大小分开?它与流过琼脂糖凝胶的电流以及片段和琼脂糖凝胶的大小/结构有关。

电荷和大小决定DNA条带

请记住,总体而言,DNA电荷是负的。因此,当将这些样品放置在靠近电流负端的孔中时,这将导致带负电荷的DNA 从阴极移走(负电荷),并在相反端移向阳极(正电荷) 。

除了样品的这种移动之外,电泳还通过大小将样品和这些样品中的片段分离。这是因为较小的分子和碎片可以更快,更轻松地通过凝胶,而较大的分子和碎片则移动更慢。这意味着小片段将比大片段更快地移至凝胶末端,因此,每个片段均按大小分开。

凝胶运行约一个小时(在大多数规程中)后,关闭电荷并分析凝胶。您会在凝胶的各个点看到一个明显的矩形带,通常称为DNA带或蛋白质带。每个带代表一个沿着凝胶移动的片段。

电泳仪的应用与用途

电泳仪在实验室中有许多应用。这里仅仅是少数:

  • 用于犯罪现场和基因检测的 DNA指纹
  • 测试聚合酶链反应产物
  • 用于医学目的的基因分析
  • 在物种或后代之间比较DNA
  • 分析物种之间的进化和分类学关系
  • 了解限制酶在哪里切割DNA的不同部分
  • 亲子鉴定
  • 测试抗生素耐药性