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DNA琼脂糖凝胶电泳原理
琼脂糖凝胶电泳是常用的用于分离、鉴定DNA、RNA的方法,这种电泳方法以琼脂凝胶作为支持物,利用DNA分子在泳动时的电荷效应和分子筛效应,达到分离混合物的目的。DNA分子在高于其等电点的溶液中带负电,在电场中向阳极移动。在一定的电场强度下,DNA分子的迁移速度取决于分子筛效应,即分子本身的大小和构型是主要的影响因素。DNA分子的迁移速度与其相对分子量成反比。不同构型的DNA分子的迁移速度不同。如环形DNA分子样品,其中有三种构型的分子:共价闭合环状的超螺旋分子(cccDNA)、开环分子(ocDNA)、和线形DNA分子(IDNA)。这三种不同构型分子进行电泳时的迁移速度大小顺序为:cccDNA>IDNA>ocDNA
核酸分子是两性解离分子,pH3.5是碱基上的氨基解离,而三个磷酸基团中只有一个磷酸解离,所以分子带正电,在电场中向负极泳动;而pH8.0-8.3时,碱基几乎不解离,而磷酸基团解离,所以核酸分子带负电,在电场中向正极泳动。不同的核酸分子的电荷密度大致相同,因此对泳动速度影响不大。在中性或碱性时,单链DNA与等长的双链DNA的泳动率大致相同。
影响核酸分子泳动率的脊肆因素主要是:
1、样品的物理性状
即分子的大小、电荷数、颗粒形状和空间构型。一般而言,电荷密度愈大,泳动率越大。但是不同核酸分子的电荷密度大致相同,所以对泳动率的影响不明显。
对线形分子来说,分子量的常用对数与泳动率成反比,用此标准样品电泳并测定其泳动率,然后进行DNA分子长度(bp)的负对数——泳动距离作标准曲线图,可以用于测定未知分子的长度大小。
DNA分子的空间构型对泳动率的影响很大,比如质粒分子,泳动率的大小顺序为:cDNA>IDNA>ocDNA但是由于琼脂糖浓度、电场强度、离子强度和溴化乙锭等的影响,会出现相反的情况。
2、支持物介质
琼脂糖是一种聚合链线性分子。含有不同浓度的琼脂糖的凝胶构成的分子筛的网孔大小不同,适用于分离不同浓度范围的核酸分子。选择不同浓度的凝胶,可以分离不同大小范围的DNA分子。
3、电场强度
电场强度愈大,带点颗粒的泳动越快。但凝胶的有效分离范围随着电压增大而减小,所以电泳时一般采用低电压,不超过4V/cm。而对于大片段电泳,甚至用0.5-1.0V/cm电泳过夜。进行高压电泳时,只能使用聚丙烯酰胺凝胶。
4、缓冲液离子强度
核酸电泳常采用TAE、TBE、TPE三种缓冲系统。TAE价格低廉,但缓冲能力低。TPE在进行DNA回收时,会使DNA污染磷酸盐,影响后续反应。所以多采用TBE缓冲液。
在缓冲液中加入EDTA,可以鳌合二价离子,抑制DNase,保护DNA。
缓冲液pH常偏碱性或中性,此时核酸分子带负电,向正极移动。
核酸电泳中以前常用的染色剂是溴化乙锭(ethidium bromide EB)。BE见光分解,应在避光条件下4℃保存。溴化乙锭是一种扁平分子,可以嵌入核酸双链的配对碱基之间。在紫外线照射BE-DNA复合物时,出现不同的效应。254nm的紫外线照射时,灵敏度最高,但对DNA损伤严重;360nm紫外线照射时,虽然灵敏度较低,但对DNA损伤小,所以适合对DNA样品的观察和回收等操作。300nm紫外线照射的灵敏度较高,且对DNA损伤不是很大,所以也比较适用。但EB有毒,现实验室已樱键轿基本不用,用核酸燃料代替EB。
1、若使用溴化乙锭(EB)需注意安全,亮塌EB为中度毒性、强致癌性物质,务必小心,勿沾染于衣物、皮肤、眼睛、口鼻等。所有操作均只能在专门的电泳区域操作,戴一次性手套,并及时更换。
2、预先加入EB时可能使DNA的泳动速度下降15%左右,而且对不同构型的DNA的影响程度不同。所以为取得较真实的电泳结果可以在电泳结束后再用0.5μg/ml的EB溶液浸泡染色。若胶内或样品内已加EB,染色步骤可省略;若凝胶放置一段时间后才观察,即使原来胶内或样品已加EB,也建议增加此步。
3、制胶若形成气泡需在凝胶液未凝固之前及时清除,否则,需重新制胶;上样时也不要有气泡,容易使样品飘散。
简述凝胶电泳的原理与方法
凝胶电泳(Gel electrophoresis)是指DNA分子提取得到以后,需要通过电泳技术来检测其数量和质量。琼脂糖或聚丙烯酰胺凝胶电泳是基因操作的核心技术之一,它能够用于分离、鉴定和纯化DNA片段。该技术操作简单而迅速,已经成为许多通用的分子生物学研究方法,如DNA重组、握滚橘DNA核苷酸序列分析等。
当一种分子被放置在电场当中时,它们就会以一定的速度移向适当的电极,这种电泳分子在电场作用下的迁移速度,叫做电泳的迁移率。它同电场的强度和电泳分子本身所携带的净电荷数成正比。也就是说,电场强度越大、电泳分子所携带的净电荷数量越多,其迁移的速度也就越快,反之则较慢。由于在电泳中使用了一种无反应活性的稳定的支持介质,如琼脂糖凝胶和聚丙烯酰胺胶等,从而降低了对流运动,故电泳的迁移率又是同分子的摩擦系数成反比的。已知摩擦系数是分子的大小、极性及介质粘度的函数,因此根据分子大小的不同、构成或形状的差异,以及所带的净电荷的多少,便可以通过电泳将蛋白质或核酸分子混合物中的各种成分彼此分离开来。在生理条件下,核酸分子的糖-磷酸骨架中的磷酸基团呈离子状态,从这种意义上讲,DNA和RNA多核苷酸链可叫做多聚阴离子。因备友此,当核酸分子被放置在电场中时,它们就会向正电极的方向迁移。由于糖-磷酸骨架结构上的重复性质,相同数量的双链DNA几乎具有等量的净电荷,因而它们能以同样的速度向正电极方向迁移。在一定的电场强度下,DNA分子的这种迁移速度,亦即电泳的迁移率,取决于核酸分子本身的大小和构型,分子量较小的DNA分子比分子量较大的DNA分子迁移要快些。这就是应用凝胶电泳技术分离DNA片段的基段团本原理。
琼脂糖凝胶电泳的原理是什么
原理如下:
琼脂糖凝胶电泳是用琼脂糖作支持介质的一种电泳方法。其分析原理与其他支持物电泳最主要区别是:它兼有“分子筛”和“电泳”的双重作用。
琼脂糖凝胶具有网络结构,物质分子通过誉手烂时会受到阻力,大分子物质在涌动时受到的阻力大,因此在凝胶电泳中,带电颗粒的分离不仅取决于净电荷的性质和数量,而且还取决于分子大小,这就大大提高了分辨能力。
但由于其孔径相比于蛋白质太大,对大多数蛋白质来说其分子庆漏筛效应微不足道,现广泛应用于核酸的研究中。
目前多用琼脂糖为电泳支持物进行平板电泳,其优点如下:
(1)琼脂薯颂糖凝胶电泳操作简单,电泳速度快,样品不需事先处理就可以进行电泳。
(2)琼脂糖凝胶结构均匀,含水量大(约占98%~99%),近似自由电泳,样品扩散较自由电流,对样品吸附极微,因此电泳图谱清晰,分辨率高,重复性好。
(3)琼脂糖透明无紫外吸收,电泳过程和结果可直接用紫外光灯检测及定量测定。
(4)电泳后区带易染色,样品极易洗脱,便于定量测定。制成干膜可长期保存。
以上内容参考:百度百科-琼脂糖凝胶电泳
琼脂糖凝胶电泳原理 琼脂糖凝胶电泳原理简述
1、琼脂糖凝胶电泳原理:琼脂糖凝胶具络,物质分子通过时到阻力,大分子物质在涌动时受到的阻力大,因此在凝胶电泳中,带电颗粒的分离不仅取决于净电荷的性质和数量,而且还取决于分子大早辩小,这就大大提高了分辨能力。但由于其孔径相比于蛋白质太大,对大多数蛋白质来说其分子筛效应微不足道,现广泛应用于核酸的研究中。琼脂糖凝胶电泳是用琼脂糖作支持介质的一种电泳方法。其分析原理与其他支持物电泳最主要区别兆睁闭是:它兼有“分子筛”和“电泳”的双重作用。
2、核酸是两性电解质,其等电点为pH2-2.5,在常规的电泳缓冲液中(pH约8.5),核酸分子带负电荷,在电场中向正极移动。核酸分子在琼脂糖凝胶中泳动时,具有电荷效应和分子筛效应,族裂但主要为分子筛效应。线状双链DNA分子在一定浓度琼脂糖凝胶中的迁移速率与DNA分子量对数成反比,分子越大则所受阻力越大,也越难于在凝胶孔隙中移动,因而迁移得越慢。
琼脂糖凝胶电泳的原理什么
琼脂糖凝胶电泳的原理:琼脂糖凝胶电泳是常用的用于分离、鉴定DNA、RNA分子混合物的方法,这种电泳方法以琼脂凝胶作为支持物,利用DNA分子在泳动时的电荷效应和分子筛效应,达到分离混合物的目的。
DNA分子在高于其等电点的溶液中带负电,在电场中向阳极移动。在一定的电场强度下,DNA分子的迁移速度取决于分子筛效应,即分子本身的大小和构型是主要的影响因素。DNA分子的迁移速度与其相对分子量成反比。
不同构型的DNA分子的迁移速度不同。如环形核皮DNA分子样品,其中有三种构型的分子:共价闭合环状的超螺旋分子(cccDNA)、开环分子(ocDNA)、和线形DNA分子(IDNA)。这三种不同构型分子进行电泳时的迁移速度大小顺序为:cccDNA>IDNA>ocDNA
核酸分子是两性解离分子,pH3.5是碱基上的氨基解离,而三个磷酸基团中只有一个磷酸解离,所以分子带正电,在电场中向负极泳动;而 pH8.0-8.3时,碱基几乎不解离,而磷酸基团解离,所以核酸分子带负电,在电场中向正极泳动。
不同的核酸分子的电荷密度大致相同,因此对泳动速度影响不大。在中性或碱性时,单链DNA与等长的双链DNA的泳动率大致相同。
扩展资料
影响核酸分子泳动率的因素
1、样品的物理性状
即分子的大小、电荷数、颗粒形状和空间构型。一般而言,电荷密度愈大,泳动率越大。但是不同核酸分子的电荷密度大致相同,所以对泳动率的影响不明显。
对线形分子来说,分子量的常用对数与泳动率成反比,用此标准样品电泳并测定其泳动率,然后进行DNA分子长度(bp)的负对数——泳动距离作标准曲线图,可以用于测定未知分子的长度大小。
DNA分子的空间构型对泳动率的影响很大,比如质粒分子,泳动率的大小顺序为:cDNA>IDNA>ocDNA但是由于琼脂糖浓度、电场强度、离子强度和溴化乙锭等的影响,会出现相反的情况。
2、支持物介质
核酸电泳通常使用琼脂糖凝胶和聚丙烯酰胺凝胶两种介质,琼脂糖是一种聚合链线性分子。含有不同浓度的琼脂糖的凝胶构成的分子筛的网孔大小不同,是于分离不同浓度范围的核酸分子。聚丙烯酰胺凝胶由丙烯酰胺(Acr)在N,N,N′-四甲基乙四胺(TEMED)和过硫酸铵(AP)的催化下聚合形成长链,并通过交联剂N,N′-亚甲双丙烯酰胺(Bis)交叉连接而成,其网孔的大小由Acr与Bis的相对比例决定。
琼脂糖凝胶适合分离长度100至60的分子,而聚丙烯酰胺凝胶对于小片段(5bp-500bp)的分离效果最好。选择不同浓度的凝胶,可以分离不同大小范围的DNA分子。
3、电场强度
电场强度愈大,带点颗粒的泳动乱渣越快。但凝胶的有效分离范围随着电压增大而减小,所以电泳时一般采用低电压,不超过4V/cm。而对于大片段电泳,甚至用0.5-1.0V/cm电泳过夜。进行高压电泳时,只能使用聚丙烯酰胺凝胶。
4、缓冲液离子强度
核酸电泳常采用TAE、 TBE、TPE三种缓冲系统,但它们各有利弊。TAE价格低廉,但缓冲能力低,必须进行两极缓冲液的循环。TPE在进行DNA回收时,会使DNA污染磷酸盐,影响后续反应。所以多采用TBE缓冲液。
在缓冲液中加入EDTA,可以鳌合二价离子,抑制DNase,保护DNA。
缓冲液pH常偏碱性或中性,此时核酸分子带负电,向正极移动。
核酸电泳中常用的染色剂是溴化乙锭(ethidium bromide EB)。溴化乙锭是一种扁平分子,可以嵌入核酸双链的配对碱基之间。在紫外线照射BE-DNA复合物时,出现不同的效应。
254nm的紫外线照射时,灵敏度最高,但对DNA损伤严重;360nm紫外线照射时,虽然灵敏度较低,但对DNA损伤小,所以适合对DNA样品的观察和回收等操作。300nm紫外线照射的灵敏度较高,且对DNA损伤不是很大,所以也比较适用。改陪差
使用溴化乙锭对DNA样品进行染色,可以在凝胶中加入终浓度为0.5μg/ml的EB。EB掺入DNA分子中,可以在电泳过程中随时观察核酸的迁移情况,但是如果要测定核酸分子大小时,不宜使用以上方法,而是应该在电泳结束后,把凝胶浸泡在含0.5μg/mlEB的溶液中10~30min进行染色。BE见光分解,应在避光条件下4℃保存。
参考资料:百度百科-琼脂糖凝胶电泳
参考资料:百度百科-凝胶电泳
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