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一、瓊脂糖凝膠的特點
天然瓊脂(agar)是一種多聚糖,主要由瓊脂糖(agarose,約占80%)及瓊脂膠(agaropectin)組成。瓊脂糖是由半乳糖及其衍生物構成的中性物質,不帶電荷,而瓊脂膠是一種含硫酸根和羧基的強酸性多糖,由于這些基團帶有電荷,在電場作用下能產生較強的電滲現象,加之硫酸根可與某些蛋白質作用而影響電泳速度及分離效果。因此,目前多用瓊脂糖為電泳支持物進行平板電泳,其優(yōu)點如下。
(1)瓊脂糖凝膠電泳操作簡單,電泳速度快,樣品不需事先處理就可以進行電泳。
(2)瓊脂糖凝膠結構均勻,含水量大(約占98%~99%),近似自由電泳,樣品擴散較自由電流,對樣品吸附極微,因此電泳圖譜清晰,分辨率高,重復性好。
(3)瓊脂糖透明無紫外吸收,電泳過程和結果可直接用紫外光燈檢測及定量測定。
(4)電泳后區(qū)帶易染色,樣品極易洗脫,便于定量測定。制成干膜可長期保存。
目前,常用瓊脂糖作為電泳支持物,分離蛋白質和同工酶。將瓊脂糖電泳與免疫化學相結合,發(fā)展成免疫電泳技術,能鑒別其他方法不能鑒別的復雜體系,由于建立了超微量技術,0.1ug蛋白質就可檢出。
瓊脂糖凝膠電泳也常用于分離、鑒定核酸,如DNA鑒定,DNA限制性內切核酸酶圖譜制作等。由于這種方法操作方便,設備簡單,需樣品量少,分辨能力高,已成為基因工程研究中常用實驗方法之一。
二、DNA的瓊脂糖凝膠電泳
瓊脂糖凝膠電泳對核酸的分離作用主要是依據它們的相對分子量質量及分子構型,同時與凝膠的濃度也有密切關系。
1、核酸分子大小與瓊脂糖濃度的關系
(1)DNA分子的大小 在凝膠中,DNA片段遷移距離(遷移率)與堿基對的對數成反比,因此通過已知大小的標準物移動的距離與未知片段的移動距離時行比較,便可測出未知片段的大小。但是當DNA分子大小超過20kb時,普通瓊脂糖凝膠就很難將它們分開。此時電泳的遷移率不再依賴于分子大小,因此,就用瓊脂糖凝膠電泳分離DNA時,分子大小不宜超過此值。
(2)瓊脂脂糖的濃度 如下表所示,不同大小的DNA需要用不同濃度的瓊脂糖凝膠進行電泳分離。
| 瓊脂糖濃度/% | 0.3 | 0.6 | 0.7 | 0.9 | 1.2 | 1.5 | 2.0 |
| 線狀DNA大小/kb | 60-5 | 20-1 | 10-0.8 | 7-0.5 | 6-0.4 | 4-0.2 | 3-0.1 |
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