跑電泳是分子生物學實驗的一項基本技術。只要做分子生物學方面的實驗,可能或多或少,或早或晚都要跑跑電泳。
跑電泳的材料是瓊脂糖,瓊脂糖凝膠電泳實驗常用以DNA 切膠回收,DNA 分離和用于佐證DNA 是否重組、質粒等是否切開。今天我們就來聊聊瓊脂糖凝膠電泳實驗的一些小技巧小細節。
1 凝膠制作
1.1 凝膠濃度 配制凝膠的濃度據實驗需要而變 ,一般在0.8% ~2.0%之間,如果一次配制凝膠100 ml,沒用完的凝膠可以再次融化,但隨著融化次數的增加,水分丟失也越多,凝膠濃度則會越來越高,導致實驗結果不穩定,補水辦法:一是在容器上標記煮膠前的刻度,煮膠后補充相應的水分至原刻度;二是在煮膠前稱重,煮膠后補充水至原重量。粗略一點的方法是通過多次較恒定的煮膠條件得出一個經驗補水值。以保證凝膠濃度基本維持在原濃度。核酸染色劑溴化乙錠(ethidium bromide)可加在融化的瓊脂糖中,終濃度為0.5 t*g/ml;也可在電泳結束后染色。
1、2 梳板的選用 一般每個制膠模具均配有多個齒型不同的梳板,梳齒寬厚,形成的點樣孑L容積較大,用于DNA 片段回收實驗等;相反,梳齒窄而薄,形成的點樣孑L容積就較小,用于PCR產物、酶切產物鑒定等。梳板的選擇主要是看上樣量的多少而定,一般來說,上樣量小時盡量選擇薄的梳板制膠,此時電泳條帶致密清晰,便于結果分析。另外,每次制膠時都要注意梳齒與底板的距離至少要1 mm,否則,拔梳板時易損壞凝膠孑L底層,導致點樣后樣品滲漏。當然,點樣孑L的破壞還與拔梳板的時間和方法有關,一般凝膠需冷卻30 min以上方可拔梳板,應急的情況下可以將成型的凝膠塊放4℃ 冰箱中冷卻15 min 左右,拔梳板的方法是將制膠槽放置在電泳槽中的電泳緩沖液中,然后垂直向上慢慢用力,因為有液體的潤滑作用,梳板易拔出且不易損壞點樣孑L。
2 點樣
點樣需加上樣緩沖液,因為上樣緩沖液中加了甘油或蔗糖增加密度,使樣品沉入孑L底;指示樣品的遷移過程,上樣緩沖液中一般加了兩種指示劑,溴酚蘭和二甲苯青(值得注意的是指示劑并非染色劑,DNA染色劑是溴化乙錠,而且要在紫外光的激發下才能看見桔紅色熒光)。上樣緩沖液儲存液一般為6× (10×),表示其濃度為工作濃度的六倍。使用時上樣緩沖液應稀釋到一倍濃度。點樣方法是將移液器基本垂直點樣孑L,用另一只手幫助固定移液器下端,移液器槍頭(Tip)jian端進入點樣孑L即可將樣品注入孑L內,千萬不可將Tip尖插至孑L底,并點上適合的DNA分子量標準,所謂適合是指樣品DNA分子量大小應基本在DNA分子量標準范圍之內。
3 電泳
將電泳儀的正極與電泳槽的正極相連,負極與負極相連,核酸帶負電荷,從負極向正極移動。電泳槽中電泳緩沖液與制膠用電泳緩沖液應相同,電泳緩沖液剛好沒過凝膠1 mm 為好,電泳緩沖液太多則電流加大,凝膠發熱。電泳時凝膠上所加電壓一般不超過5 v/cm(指的是正負電極之間的距離,而不是凝膠的長度),電泳時間一般為3O~60 min,根據實驗需要也可作適當調整,電壓增高,電泳時間縮短,核酸條帶相對來說不夠整齊,不夠清晰;相反,電壓降低,電泳時間較長,核酸條帶整齊清晰。另外,如果電泳后樣品泳動很慢或者沒泳動,請檢查膠模兩端的封口膠條是否已去掉。
4 結果分析
較成功的電泳結果是分子量標準條帶整齊清晰,樣品條帶也整齊清晰,如果條帶模糊暗淡,單從瓊脂糖凝膠電泳角度來說,可能的原因:溴化乙錠的質和量怎樣?溴化乙錠見光易分解,母液配制時間過長或保存不當(一般4℃ 避光保存一年內有效),或者終濃度沒達到0.5 vg/ml;電泳槽中緩沖液使用次數過多,緩沖能力下降。特別是TAE緩沖液,一般用2~3次就要更換,TBE緩沖液則可使用10次左右。
實際工作中經常發現DNA 分子量標準小片段模糊不清,那足因為瓊脂糖凝膠濃度一般不會超過2 0% ,較小的核酸片段在它的分辨范圍之內,并且EB帶正電荷,電泳時會向負傲移動,如果將凝膠置含EB(0.5#g/m1)的水溶液中30 min,較小的片段則可重新染色:另外,溴化乙錠(EB)是一種中等強度誘變劑,操作過程中要戴手套,并將加有EB的染色液作好標記、妥善保存。
除這些細節之外,還有一些注意事項:
1. 酶切時所加的DNA 溶液體積不能太大,否則DNA 溶液中其他成分會干擾酶反應。
2. 酶活力通常用酶單位(U)表示,酶單位的定義是:在最適反應條件下,1 小時完/全降解1 mg λDNA 的酶量為一個單位,但是許多實驗制備的DNA 不象λDNA 那樣易于降解,需適當增加酶的使用量。反應液中加入過量的酶是不合適的,除考慮成本外,酶液中的微量雜質可能干擾隨后的反應。
3. 市場銷售的酶一般濃度很大,為了省著點兒花,使用時可事先用酶反應緩沖液進行稀釋。另外,酶通常保存在50%的甘油中,實驗中,應將反應液中甘油濃度控制在10%以下,否則,酶活性將受影響。
4. 觀察DNA 離不開紫外透射儀,可是紫外光對DNA 分子有切割作用。從膠上回收DNA時,應盡量縮短光照時間并采用長波長紫外燈(300-360nm),以減少紫外光切割DNA。
5. EB 是強誘變劑,還有中等毒性,就是有致癌性。配制和使用時都要戴好手套。盡量不要把EB 灑到桌面或地面上。如果真的不幸灑到桌面或地面上了,凡是沾污了EB 的容器或物品必須經專門處理后才能清洗或丟棄。
6. 當EB 放太多了,膠染色過深,DNA 帶看不清的時候,可將膠放入蒸餾水沖泡,30 分鐘后再觀察。
但有時候,跑電泳跑著跑著也會出現一些奇奇怪怪的現象。下面,就談一談跑電泳的過程中可能會發生的異常現象,可能的原因,以及對策。