瓊脂糖凝膠電泳的原理

一、瓊脂糖凝膠

瓊脂糖是一種從紅藻中提取的天然線性聚合物，其基本結構是由D-和L-半乳糖殘基通過α(1→3)和β(1→4)糖苷鍵交替連接而成的長鏈。瓊脂糖在水中加熱溶解后，冷卻時能形成半固體狀的凝膠。制成的小顆粒用于凝膠過濾。適于用sephadex不能分級分離的大分子的凝膠過濾，若使用5%以下濃度的凝膠，也能夠分級分離細胞顆粒、病毒等。利用其吸附性小的特點，有時用它代替瓊脂、以作為免疫電泳或凝膠內沉降反應的支持物。瓊脂糖凝膠具有多孔性，其孔徑大小與DNA分子的雙螺旋直徑相當，這使得它成為理想的分離介質。此外，瓊脂糖凝膠具有親水性，且幾乎不存在帶電基團，因此對生物大分子極少引起變性和吸附，是理想的惰性載體。

二、電泳原理：

1.電荷效應：

DNA分子在堿性條件下（pH>7）會電離，帶負電荷。當DNA樣品置于電場中時，會受到電場力的作用，向正極方向移動。DNA分子的遷移速率與其所帶的電荷量成正比，而電荷量又與DNA片段的長度成正比。因此，在相同電場條件下，較長的DNA片段遷移速率較慢，而較短的DNA片段遷移速率較快。

2.分子篩效應：

分子篩效應的原理基于分子篩的多孔結構。分子篩晶體具有蜂窩狀的結構，晶體內的晶穴和孔道相互溝通，并且孔徑大小均勻且固定（分子篩空腔直徑一般在3—15埃之間），只有那些直徑比較小的分子才能通過沸石孔道被分子篩吸附，而構型龐大的分子由于不能進入沸石孔道，則不被分子篩吸附。這種根據分子大小和形狀的不同選擇吸附的現象，就是分子篩效應。

瓊脂糖凝膠由瓊脂糖分子交聯形成的網狀結構，其孔徑大小與瓊脂糖濃度成反比。當DNA分子通過凝膠時，會受到凝膠孔徑的阻礙。較小的DNA片段可以通過凝膠孔隙，而較大的DNA片段則會被阻擋，導致遷移速率降低。這種分子篩效應使得瓊脂糖凝膠電泳能夠有效地分離不同大小的DNA片段。

三、瓊脂糖凝膠推薦