PCR技术系列九:PCR扩增产物的电泳分析
凝胶电泳分琼脂糖电泳和聚丙烯酰胺凝胶电泳两种。
琼脂糖凝胶电泳
琼脂糖凝胶电泳是一种非常简便、快速、最常用的分离纯化和 鉴定核酸的方法。琼脂糖是从海藻中提取的一种线状高聚物。根据琼脂糖的溶解温度, 把琼脂糖分为一般琼脂糖和低熔点琼脂糖。低熔点琼脂糖熔点为62~65℃,溶解后在 37℃下维持液体状态约数小时,主要用于DNA片段的回收,质粒与外源性DNA的快速连 接等。
一、凝胶浓度
凝胶浓度的选择依DNA分子的大小而定。
表:琼脂糖凝胶的浓度与DNA分离范围
琼脂糖浓度(%) | 线型DNA分子的分离范围(Kb) |
0.3 | 5~60 |
0.6 | 1~20 |
0.7 | 0.8~10 |
0.9 | 0.5~7 |
1.2 | 0.9~6 |
1.5 | 0.2~3 |
12.0 | 0.1~2 |
二、电泳缓冲液
核酸电泳缓冲液有三种,即Tris-硼酸(TBE)、Tris-乙酸(TAE)和Tris-磷酸(TPE)。TBE 与TPE缓冲容量高,DNA分离效果好,但TPE在DNA片段回收时含磷酸盐浓度高,容易使 DNA沉淀。TAE缓冲容量低,但价格较便宜,因而推荐选用TBE.缓冲液中的EDTA可螯合 二价阳离子,从而抑制DNA酶的活性,防止PCR扩增产物降解。
10XTBE缓冲液的配制
Tris硷,108克
EDTA,9.3克
硼酸,55克
H2O至,1000ul
(其PH应为8.0~8.2)
临用时用水稀至0.5XTBE(20倍稀释。
三、核酸电泳的指示剂与染色剂
1、指示剂
核酸电泳常用的指示剂有溴酚兰和二甲苯青及银染色。溴酚兰在碱性液体中 呈紫兰色,在0.6%、1%、1.4%和2%琼脂糖凝胶电泳中,溴酚兰的迁移率分别与1Kb、 0.6Kb、0.2Kb和0.15Kb的双链线性DNA片段大致相同。二甲苯青的水溶液呈兰色,它在 1%和1.4%琼脂糖中电泳时,其迁移速率分别与2Kb和1.6Kb的双链线性DNA大致相似。
指示剂一般与蔗糖、甘油或聚蔗糖400组成载样缓冲液。载样缓冲液的作用有①增加样 品密度,使其比重增加,以确保DNA均匀沉入加样孔内。②在电泳中形成肉眼可见的指 示带,可预测核酸电泳的速度和位置。③使样品呈色,使加样操作更方便。
2、染色剂
核酸电泳后,需经染色后才能显现出带型,最常用的是溴化乙锭染色法,其 次是银染色。
溴化乙锭(ethidium bromide,EB)是一种荧光染料,EB分子可嵌入核酸双链的碱基对 之间,在紫外线激发下,发出红色荧光。根据情况可在凝胶电泳液中加入终浓度为 0.5ug/ml的EB,有时亦可在电泳后,将凝胶浸入该浓度的溶液中染色10~15min.琼脂 糖凝胶EB染色,肉眼可见核酸电泳带,其DNA量一般>5ng,当溴化乙锭太多,凝胶染 色过深,核酸电泳带看不清时,可将凝胶放入蒸馏水浸泡30min后再观察。
银染色:银染色液中的银离子(Ag+)可与核酸形成稳定的复合物,然后用还原剂如甲醛 使Ag+还原成银颗粒,可把核酸电泳带染色黑褐色。主要用于聚丙烯酰胺凝胶电泳染色。 也用于琼脂糖凝胶染色。其灵敏度比EB高200倍。但银染色后,DNA不宜回收。
四、电泳
1、电泳装置:
电泳装置主要有电泳仪,电泳槽及灌胶模具等。
2、电泳方法:
(1)用蒸馏水将电泳槽和梳子冲洗干净。放在水平桌面上,并架好梳子。
(2)根据核酸分子量的大小配制不同浓度的琼脂糖凝胶,一般200~400bp的DNA片段, 可配制1.2~1.7%浓度的琼脂糖用于电泳。
3、配制0.5XTBE电泳缓冲液100ml于三角烧瓶中,称取一定量的琼脂糖粉放入后沸水锅 或微波炉内加热熔化。冷却至60℃(需要时可加入溴乙锭),倒入电泳槽中,待凝固。
4、向电泳槽中倒入0.5XTBE,其量以没过胶面2mm为宜,小心移去梳子。如样品孔内有 气泡,应设法除去。
5、在DNA样品中加入0.2体积的载样缓冲液,混匀后,加入样品孔内。
6、接通电源,一般红色为正极黑色为负极,切记DNA样品由负极往正极泳动(靠近加样 孔的一端为负)。电压为1-5V/cm(长度以两个电极之间的距离计算)。
7、根据指示剂泳动的位置,判断是否终止电泳。一般200~400bp的PCR产物50V电压, 电泳20~40min即可。
(3)溴化乙锭染色后,紫外仪上观察电泳带及其位置,并与核酸分子量标准比较被扩增产物的大小。