實驗原理
瓊脂糖凝膠電泳是常用的用于分離、鑒定DNA、RNA分子混合物的方法,這種電泳方法以瓊脂凝膠作為支持物,利用DNA分子在泳動時的電荷效應和分子篩效應,達到分離混合物的目的。DNA分子在高于其等電點的溶液中帶負電,在電場中向陽極移動。在一定的電場強度下,DNA分子的遷移速度取決于分子篩效應,即分子本身的大小和構型是主要的影響因素。DNA分子的遷移速度與其相對分子量成反比。不同構型的DNA分子的遷移速度不同。如環形DNA分子樣品,其中有三種構型的分子:共價閉合環狀的超螺旋分子(cccDNA)、開環分子(ocDNA)、和線形DNA分子(IDNA)。這三種不同構型分子進行電泳時的遷移速度大小順序為:cccDNA>IDNA>ocDNA
當用低濃度的熒光嵌入染料溴化乙啶(Ethidium bromide, EB)染色,在紫外光下至少可以檢出1-10ng的DNA條帶,從而可以確定DNA片段在凝膠中的位置。此外,還可以從電泳后的凝膠中回收特定的DNA條帶,用于以后的克隆操作。
實驗材料和試劑
實驗材料:質粒DNA等,購買或自行提取純化。
實驗試劑:
5×TBE電泳緩沖液:
6×電泳載樣緩沖液:0.25% 溴粉藍,40%(w/v) 蔗糖水溶液,貯存于 4℃。
溴化乙錠(EB)溶液母液:將EB配制成10 mg/mL,用鋁箔或黑紙包裹容器,儲于室溫即可。
實驗步驟
取5×TBE緩沖液20mL加水至200mL,配制成0.5×TBE稀釋緩沖液,待用。
膠液的制備:稱取0.4g瓊脂糖,置于200mL錐形瓶中,加入50mL 0.5×TBE稀釋緩沖液,放入微波爐里加熱至瓊脂糖全部熔化,取出搖勻,此為0.8%瓊脂糖凝膠液。加熱過程中要不時搖動,使附于瓶壁上的瓊脂糖顆粒進入溶液。
膠板的制備:將有機玻璃膠槽兩端分別用橡皮膏緊密封住。將封好的膠槽置于水平支持物上,插上樣品梳子,注意觀察梳子齒下緣應與膠槽底面保持1mm左右的間隙。
向冷卻至50-60℃的瓊脂糖膠液中加入溴化乙錠(EB)溶液使其終濃度為0.5μg
/mL。用移液器吸取少量融化的瓊脂糖凝膠封橡皮膏內側,待瓊脂糖溶液凝固后將剩余的瓊脂糖小心地倒入膠槽內,使膠液形成均勻的膠層。待膠完全凝固后撥出梳子,注意不要損傷梳底部的凝膠,然后向槽內加入0.5×TBE稀釋緩沖液至液面恰好沒過膠板上表面。
加樣:取10μL DNA樣品與2μL
6×上樣液混勻,用微量移液槍小心加入樣品槽中。若DNA含量偏低,則可依上述比例增加上樣量,但總體積不可超過樣品槽容量。每加完一個樣品要更換tip頭,以防止互相污染,注意上樣時要小心操作,避免損壞凝膠或將樣品槽底部凝膠刺穿。
電泳:加完樣后,合上電泳槽蓋,立即接通電源。控制電壓保持在60-80V,電流在40mA以上。當溴酚藍條帶移動到距凝膠前沿約2cm時,停止電泳。
染色:未加EB的膠板在電泳完畢后移入0.5μg/mL的EB溶液中,室溫下染色20-25min。
觀察和拍照:在波長為254nm的長波長紫外燈下觀察染色后的或已加有EB的電泳膠板。
瓊脂糖通常用水平裝置在強度和方向恒定的電場下電泳。瓊脂糖主要在DNA制備電泳中作為一種固體支持基質,其密度取決于瓊脂糖的濃度。在電場中,在中性pH值下帶負電荷的DNA向陽極遷移,其遷移速率由下列多種因素決定:
1、 DNA的分子大小
2、 瓊脂糖濃度
3、 DNA分子的構象
4、 電源電壓
5、嵌入染料的存在
6、 離子強度影響
DNA存在處顯示出肉眼可辨的桔紅色熒光條帶
實驗注意事項
EB是強誘變劑并有中等毒性,配制和使用時都應戴手套,并且不要把EB灑到桌面或地面上。凡是沾污了EB的容器或物品必須經專門處理后才能清洗。沾染了EB的垃圾要專門處理后才可丟棄。
當EB太多, 膠染色過深,DNA帶看不清時,可將膠放入蒸餾水沖泡,30min后再觀察。
制備凝膠時,倒膠的溫度不可太低,否則凝固不均勻:速度也不可太快,否則容易出現氣泡。
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