帶電荷的物質在電場中的趨向運動稱為電泳。核酸電泳是進行核酸研究的重要手段,是核酸探針、核酸擴增和序列分析等技術所*的組成部分。核酸電泳通常在瓊脂糖凝膠或聚b烯酰胺凝膠中進行,濃度不同的瓊脂糖和聚b烯酰胺可形成分子篩網孔大小不同的凝膠,可用于分離不同分子量的核酸片段。
一、瓊脂糖凝膠電泳
1.原理:
瓊脂糖是從海藻中提取出來的一種線狀高聚物。將瓊脂糖在所需緩沖液中加熱熔化成清澈、透明的溶膠,然后倒入膠模中,凝固后將形成一種固體基質,其密度取決于瓊脂糖的濃度。 將凝膠置電場中,在中性pH值下帶電荷的核酸通過凝膠網孔向陽極遷移,遷移速率受到核酸的分子大小、構象、瓊脂糖濃度、所加電壓、電場、電泳緩沖液、嵌入染料的量等因素影響。在不同條件下電泳適當時間后,大小、構象不同的核酸片段將處在凝膠不同位置上,從而達到分離的目的。瓊脂糖凝膠的分離范圍較廣,用各種濃度的瓊脂糖凝膠可分離長度為200bp至50kb的DNA。
二、聚b烯酰胺凝膠電泳
1.原理:
聚b烯酰胺凝膠通過b烯酰胺單體、鏈聚合催化劑N,N,N’,N’-四甲基乙二an(TEMED)和過硫酸an以及交聯劑N,N’-亞甲雙b烯酰胺之間的化學反應而形成。b烯酰胺單體在催化劑作用下產生聚合反應形成長鏈,長鏈經交聯劑作用交叉連接形成凝膠,其孔徑由鏈長和交聯度決定。鏈長取決于b烯酰胺的濃度,調節b烯酰胺和交聯劑的濃度比例,可改變聚合物的交聯度。 聚b烯酰胺凝膠電泳可根據電泳樣品的電荷、分子大小及形狀的差別達到分離目的,兼具分子篩和靜電效應,分辨力高于瓊脂糖凝膠電泳。可分離只相差1個核苷酸的DNA片段。 聚b烯酰胺凝膠電泳用于分析和制備長度小于1kb的DNA片段。根據所要分離的核酸片段大小,可制備不同濃度的凝膠。
三、應用范圍:
瓊脂糖凝膠電泳適合分離、純化200bp-50kB長度的核酸片段,廣泛應用于基因組提取與分析、載體構建、質粒提取等方面,分辨率較低,相差100bp以內的核酸片段較難分離。
聚b烯酰胺凝膠電泳適合分離1kB以下的小核酸片段,適用于序列分析與比對、核酶分析與鑒定、小片段核酸的提取與分析等方面分辨率較高,可以精確分離相差十幾至幾十bp的小片段核酸分子。