水平與垂直凝膠電泳係統

凝膠電泳是一個實驗室方法,允許對基於它們的大小的核酸(DNA或RNA)和蛋白質的分離。電泳是通過實驗室研究疫苗,藥品,法醫,DNA分析或其他生命科學應用。該技術也被用於工業,如采礦或食品科學。

凝膠電泳利用多孔凝膠基質,通過該蛋白或核酸遷移。兩個核酸和蛋白質具有淨負電荷,即利用通過介質,以促進所期望的分子的遷移的性質。

 

凝膠盒設有在一端具有陰極和在另一陽極。盒子填充有離子緩衝液,當施加電荷而產生電場。由於蛋白質和核酸具有均勻的負電荷,該分子將遷移朝著正電極。這種遷移的速度取決於分子穿過凝膠的孔中如何容易移動。較小的分子,越容易他們“適合”通過孔,並且因此,更快它們遷移。當完成時,該過程導致了基於它們的分子量分離的蛋白或核酸的獨特條帶。與異質材料開始,這種技術是識別一個強有力的方法和獨立的不同的分子。

Electrophoresis_making凝膠

準備電泳凝膠。圖片來源:Accuris由基準科學。

凝膠電泳可在水平或垂直方向來進行。水平凝膠通常由瓊脂糖基質,而垂直凝膠通常由丙烯酰胺基質。這些凝膠的孔徑大小取決於化學成分的濃度:瓊脂糖凝膠的孔(100**500納米的直徑)較大,較不均勻相比,丙烯酰胺gelpores(10**200納米的直徑)的。相比較而言,DNA和RNA分子比蛋白的線性鏈,這往往是之前或在此過程中變性大,這使得它們更容易分析。因此,DNA和RNA分子更經常在瓊脂糖凝膠上(水平地)運行,而蛋白質丙烯酰胺凝膠(垂直地)運行。

水平凝膠電泳

在水平凝膠電泳,凝膠澆鑄在水平方向和在凝膠盒內運行緩衝液浸沒。凝膠盒分為兩個室,具有瓊脂糖凝膠分離兩個。如前所述,陽極位於一端,而陰極位於另一個。離子運行緩衝液使得當施加電流以創建一個電荷梯度。此外,該緩衝器用於冷卻凝膠,因為被施加電荷而加熱。運行緩衝液通常再循環,以防止pH梯度的形成。

水平凝膠電泳;  凝膠樣品運行之後被刪除。 圖片來源:Accuris由基準科學

水平電泳; 凝膠樣品運行之後被刪除。圖片來源:Accuris由基準科學

由於一個水平凝膠係統的兩個隔室通過運行緩衝液連接的,這是不可能利用具有不連續的緩衝係統的水平的係統。此外,丙烯酰胺不能用於水平係統,因為凝膠在暴露於大氣中的氧的托盤澆鑄。氧抑製丙烯酰胺的聚合,並因此,與創建凝膠的幹擾。該易於使用水平係統使得這對大多數DNA和RNA應用的理想選擇。

垂直電泳

垂直凝膠法比其水平對應稍微複雜一些。垂直係統利用不連續的緩衝係統,其中,在頂室中含有在陰極和底室包含陽極。薄的凝膠(小於2毫米)的兩塊玻璃板之間注入並安裝成使凝膠底部浸沒在緩衝在一個室和頂部浸沒在緩衝在另一個腔室。當電流施加時,緩衝量小,通過從頂部腔室的底部室中的凝膠遷移。

不同於水平的係統中,緩衝區隻能流過凝膠,其允許分離期間的電壓梯度的**控製。當與丙烯酰胺凝膠的小孔徑結合,較大的間距和分辨率可以與該係統可以實現相比水平的係統。

用熒光凝膠電泳染料照明帶。 圖片來源:Accuris由基準科學

用熒光凝膠電泳染料照明帶。圖片來源:Accuris由基準科學

因此,這方法我應該使用?

一般來說,水平凝膠電泳是DNA和RNA分離的理想選擇,而垂直係統是理想的蛋白質。使用的簡易性,與分離過程期間訪問凝膠的能力相結合,使流行用於分離核酸的水平的係統。當類似的分離核酸(如染料期間終止測序)的研究人員會選擇一個垂直係統的更高的分辨率。因此,分子的性質與分離將決定其電泳係統是**適合你的應用凝膠所需的分辨率相結合。