凝胶电泳仪应用学科

生物化学与分子生物学（一级学科）；方法与技术（二级学科） 。

以凝胶(如聚丙烯酰胺凝胶、琼脂糖凝胶

等)为支撑物的区带电泳。

该技术操作简便快速，可以分辨用其它方法（如密度梯度离心法）所无法分离的DNA片段。当用低浓度的荧光嵌入染料溴化乙啶(Ethidium bromide, EB)染色,在紫外光下至少可以检出1-10ng的DNA条带,从而可以确定DNA片段在凝胶中的位置。此外,还可以从电泳后的凝胶中回收特定的DNA条带,用于以后的克隆技术操作。

凝胶电泳被广泛用于分子生物学、遗传学和生物化学：1.大的DNA或者RNA分子通常利用琼脂糖凝胶电泳（agarose gel electrophoresis）分离，也可以使用聚丙烯酰胺凝胶电泳（PAGE）。2.蛋白质的凝胶电泳通常在加入十二烷基硫酸钠的聚丙烯酰胺凝胶中进行（SDS-PAGE），或者非变性凝胶电泳，或二维电泳。 SDS-PAGE 蛋白质凝胶电泳图。 3.毛细管电泳 　4.酶谱

法（zymography） 5.变性梯度胶凝电泳（Denaturing Gradient Gel Electrophoresis，DGGE） 琼脂糖和聚丙烯酰胺可以制成各种形状、大小和孔隙度。琼脂糖凝胶分离DNA片度大小范围较广,不同浓度琼脂糖凝胶可分离长度从200bp至近50kb的DNA片段。琼脂糖通常用水平装置在强度和方向恒定的电场下电泳。聚丙烯酰胺分离小片段DNA(5-500bp)效果较好,其分辩力极高,甚至相差1bp的DNA片段就能分开。聚丙烯酰胺凝胶电泳很快,可容纳相对大量的DNA,但制备和操作比琼脂糖凝胶困难。聚丙烯酰胺凝胶采用垂直装置进行电泳。一般实验室多用琼脂糖水平平板凝胶电泳装置进行DNA电泳。

琼脂糖主要在DNA制备电泳中作为一种固体支持基质,其密度取决于琼脂糖的浓度。在电场中,在中性pH值下带负电荷的DNA向阳极迁移,其迁移速率由下列多种因素决定:

1、 DNA的分子大小: 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蠕行，因而迁移得越慢。

2、 琼脂糖浓度

一个给定大小的线状DNA分子,其迁移速度在不同浓度的琼脂糖凝胶中各不相同。DNA电泳迁移率的对数与凝胶浓度成线性关系。凝胶浓度的选择取决于DNA分子的大小。分离小于0.5kb的DNA片段所需胶浓度是1.2-1.5%,分离大于10kb的DNA分子所需胶浓度为0.3-0.7%, DNA片段大小间于两者之间则所需胶浓度为0.8-1.0%。

3、DNA分子的构象

DNA分子处于不同构象时,它在电场中移动距离不仅和分子量有关,还和它本身构象有关。相同分子量的线状、开环和超螺旋DNA在琼脂糖凝胶中移动速度是不一样的,超螺旋DNA移动最快,而开环双链DNA移动最慢。如在电泳鉴定质粒纯度时发现凝胶上有数条DNA带难以确定是质粒DNA不同构象引起还是因为含有其他DNA引起时,可从琼脂糖凝胶上将DNA带逐个回收,用同一种限制性内切酶分别水解,然后电泳,如在凝胶上出现相同的DNA图谱,则为同一种DNA。

琼脂糖主要在DNA制备电泳中作为一种固体支持基质,其密度取决于琼脂糖的浓度。在电场中,在中性pH值下带负电荷的DNA向阳极迁移,其迁移速率由下列多种因素决定:

1、 DNA的分子大小:

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蠕行，因而迁移得越慢。

2、 琼脂糖浓度

一个给定大小的线状DNA分子,其迁移速度在不同浓度的琼脂糖凝胶中各不相同。DNA电泳迁移率的对数与凝胶浓度成线性关系。凝胶浓度的选择取决于DNA分子的大小。分离小于0.5kb的DNA片段所需胶浓度是1.2-1.5%,分离大于10kb的DNA分子所需胶浓度为0.3-0.7%, DNA片段大小间于两者之间则所需胶浓度为0.8-1.0%。

3、 DNA分子的构象

DNA分子处于不同构象时,它在电场中移动距离不仅和分子量有关,还和它本身构象有关。相同分子量的线状、开环和超螺旋DNA在琼脂糖凝胶中移动速度是不一样的,超螺旋DNA移动最快,而开环双链DNA移动最慢。如在电泳鉴定质粒纯度时发现凝胶上有数条DNA带难以确定是质粒DNA不同构象引起还是因为含有其他DNA引起时,可从琼脂糖凝胶上将DNA带逐个回收,用同一种限制性内切酶分别水解,然后电泳,如在凝胶上出现相同的DNA图谱,则为同一种DNA。

4、 电源电压

在低电压时,线状DNA片段的迁移速率与所加电压成正比。但是随着电场强度的增加，不同分子量的DNA片段的迁移率将以不同的幅度增长,片段越大,因场强升高引起的迁移率升高幅度也越大,因此电压增加，琼脂糖凝胶的有效分离范围将缩小。要使大于2kb的DNA片段有效分离所加电压不得超过5V/cm。

5、嵌入染料的存在

荧光染料溴化乙啶用于检测琼脂糖凝胶中的DNA,染料会嵌入到堆积的碱基对之间并拉长线状和带缺口的环状DNA，使其刚性更强,还会使线状DNA迁移率降低15%。

6、离子强度影响

电泳缓冲液的组成及其离子强度影响DNA的电泳迁移率。在没有离子存在时(如误用蒸馏水配制凝胶),电导率最小,DNA几乎不移动,在高离子强度的缓冲液中(如误加10×电泳缓冲液),则电导很高并明显产热,严重时会引起凝胶熔化或DNA变性。 　对于天然的双链DNA,常用的几种电泳缓冲液有TAE[含EDTA (pH8.0)和Tris-乙酸],TBE(Tris-硼酸和EDTA),TPE(Tris-磷酸和EDTA),一般配制成浓缩母液,储于室温。

电脑三恒多用电泳仪-DYY-12;电脑三恒多用电泳仪-DYY-11;电脑三恒多用电泳仪-DYY-12C;半干式碳板转印电泳仪(槽);DNA回收电泳仪(槽)DYCP-43B型等。

按支持物的物理性状不同,电泳可分为

(1)滤纸为支持物的纸电泳

(2)粉末电泳: 如纤维素粉,淀粉,玻璃粉电泳

(3)凝胶电泳:如琼脂,琼脂糖,硅胶,淀粉胶,聚丙烯酰胺凝胶电泳

(4)缘线电泳:如尼龙丝,人造丝电泳

1. 电泳仪的输出达不到设定值

电泳仪的输出值状态遵循“欧姆定律”：电压U=电流I×(电泳槽)电阻R

电阻R相对不变的情况下，U、I、P(功率P=电流I×电压U)中任意1个参数恒定，其他参数也随之恒定；而任意1个参数变化，其他参数也随之正比变化。

如果电泳仪的输出电压U达不到预置值，应首先观察I或P是否已经恒定，或者已经达到电泳仪所规定的最大I或P(JY电泳仪均有明确指示灯标志)。如果尚未达到极限值，将已经恒定I或P的设置调大(有必要的话至极限值)，才能够提高电压输出。

如果电泳仪的电流I达不到预置值，可调整电压U或功率P。如果电泳仪的功率P达不到预置值，可调整电压U或电流I。

2. 电脑控制电泳仪过压报警

1）检查是否空载使用。

2）是否电泳槽未加缓冲液。

3）是否电泳槽铂金丝断。

3. 过流保护

1）是否存在电泳槽短路现象。

2）缓冲液是否选错。

4. 漏电保护

1）是否有液体溅入仪器内部或输出接口上。

2）是否有很多灰尘落入仪器内部。

电泳仪是实现电泳分析的仪器。电泳是一种带电分子在电场中向着电性相反的电极移动的现象。利用电泳现象进行物质分离的技术，称电泳技术 。

1. 首先用导线将电泳槽的两个电极与电泳仪的直流输出端联接，注意极性不要接反。

2. 电泳仪电源开关调至关的位置，电压旋钮转到最小，根据工作需要选择稳压稳流方式及电压电流范围。

3. 接通电源，缓缓旋转电压调节钮直到达到的所需电压为止，设定电泳终止时间，此时电泳即开始进行。

4. 工作完毕后，应将各旋钮、开关旋至零位或关闭状态，并拨出电泳插头。