琼脂糖凝胶电泳实验全攻略

作者：六一生物发布时间：2025-06-20 09:11:45 点击：

在分子生物学实验的“舞台”上，琼脂糖凝胶电泳绝对是“主角”之一。它就像一把精准的“分子尺子”，能帮我们检测DNA含量、判断分子量，还能把不同大小的DNA片段“分拣”得明明白白。接下来，就带大家走进这场奇妙的实验之旅！

一、实验简介

琼脂糖凝胶电泳，简单来说，就是给DNA分子举办一场“赛跑”。琼脂糖是从海洋藻类中提取的多糖，做成凝胶后就像一个充满小孔的“海绵跑道”。而DNA分子在生理条件下带着负电荷，在电场这个“裁判”的指挥下，会朝着正极方向“奔跑”。由于不同大小的DNA分子在凝胶“跑道”中受到的阻力不同，跑的速度也不一样，小个头的DNA跑得快，大块头的DNA跑得慢，这样就能把它们分离开来，进而完成检测和分析啦！

二、实验步骤

1. 制胶：打造专属“分子跑道”

先根据要分离的DNA片段大小，选好合适浓度的琼脂糖。这就像给运动员选跑道，跑长跑的和跑短跑的，需要的跑道不一样。比如分离大片段DNA，就选浓度低一点的琼脂糖，孔径大，DNA分子容易通过；分离小片段DNA，就得用浓度高的琼脂糖，孔径小，分离效果更精细。

把选好的琼脂糖粉末倒进三角瓶，再加入电泳缓冲液（常用TAE或TBE），这一步就像和面，比例要精准。然后把三角瓶放在微波炉或沸水浴中加热，加热时得小心，时不时拿出来晃一晃，防止琼脂糖糊在瓶底。等琼脂糖完全融化，溶液变得透明，就像融化的玻璃，稍微冷却一会儿，再加入荧光染料（比如EB或SYBR Green），它就像给DNA装上了“小彩灯”，方便后续观察。

把混合好的溶液小心地倒进胶板模具里，插上梳子，静静等待凝胶凝固。这个过程就像等果冻成型，需要点耐心。等凝胶彻底凝固，轻轻拔出梳子，一个个加样孔就像整齐排列的“起跑线”，准备迎接DNA样品啦！

2. 凝固琼脂糖：耐心等待“跑道成型”

凝胶凝固的过程可急不得，就像等待水泥晾干。一般来说，室温下静置30 - 60分钟，凝胶就能凝固得差不多。但要是着急，没等凝胶完全凝固就拔梳子，加样孔可能会变形，影响后续加样。等凝胶摸起来有弹性，不黏手，就可以小心取出梳子，把凝胶放进电泳槽了。放的时候要轻拿轻放，别把凝胶弄破，不然就前功尽弃了。

3. 加入电泳缓冲液：给“跑道”注水

电泳缓冲液可是DNA分子在电泳过程中的“生命之水”。往电泳槽中加入缓冲液时，要让液面高于胶面2 - 5mm，这就好比给跑道灌满水，水位太低，DNA分子跑不起来；水位太高，又容易溢出来。加完缓冲液，检查一下，确保凝胶两端的电压和外加电压相等，这样DNA分子才能在“跑道”上公平竞争。

4. 准备样品：给DNA“穿上装备”

在DNA样品中加入上样缓冲液，这一步很关键。上样缓冲液里含有蔗糖或甘油，能增加样品的密度，让样品沉到加样孔底部，不会在电泳槽里“上飘”；还含有指示剂（比如溴酚蓝和二甲苯蓝FF），它们就像“领跑员”，能指示电泳的位置。混合样品和上样缓冲液时，用移液器轻轻吸打几次，确保充分混匀，就像搅拌调料一样，要均匀。

5. 加样：精准“投递”DNA

用移液枪吸取混合好的样品，缓慢加入到加样孔中。这一步就像“穿针引线”，手要稳，动作要轻，别把样品洒出来，也别加到别的孔里。每孔加样量一般在10 - 20微升，具体根据样品浓度和实验要求调整。这里有个小技巧：加样时不必每个样品换枪头，可以在阳极槽中反复吸打电泳缓冲液冲洗枪头，这样既能节省枪头，又能避免样品交叉污染，但一定要冲洗干净哦！

6. 电泳：让DNA“跑起来”

把加样孔一侧连接到电泳仪的负极，这样DNA分子才能朝着正极移动。接通电源前，再检查一遍电极连接是否正确，别接反了，不然DNA分子就“跑错方向”了。电泳时，温度低一点比较好，能减少DNA分子的扩散，让条带更清晰。电压一般设置在5 - 15v/cm，电压太高，DNA分子跑得太快，条带容易模糊；电压太低，分离时间又会很长。

电泳过程中，可以观察到正负极都有气泡产生，这是正常现象。负极产生的气泡明显比正极多，就像负极在“咕嘟咕嘟”冒泡泡。等指示剂跑到合适的位置，比如溴酚蓝跑到凝胶的三分之二处，就可以停止电泳了，不然DNA分子可能会跑出凝胶，我们就看不到结果了。

7. 观察结果：揭开DNA的“神秘面纱”

电泳结束，把凝胶放在蓝光灯下观察。这时候，加了荧光染料的DNA条带会发出亮亮的光，就像夜空中的星星。仔细观察条带的位置、数量和亮度，和DNA分子量标准品对比，就能判断样品中DNA片段的大小和含量了。记得拍照记录结果，方便后续分析和存档。

三、实验现象

在电泳过程中，正负极不断有气泡产生，负极的气泡就像沸腾的水一样，咕嘟咕嘟往上冒，明显比正极多很多。电泳槽的盖子上也会凝结一层水雾，就像冬天窗户上的雾气。但有时候，在蓝光灯下却看不到DNA样本的条带，就像在黑暗中找不到路的人，这是怎么回事呢？

四、气泡产生原因：水电解的“小秘密”

水虽然是弱电解质，但在直流电的作用下，也会发生电解反应。水分子就像被“拆开”了一样，在正极产生氧气，在负极产生氢气。因为产生两分子氢气才需要一分子氧气，所以负极产生的气体量是正极的两倍，这就是为什么负极气泡明显更多。不过，气泡太多也可能会影响电场分布，所以电泳时要注意观察，如果气泡过大或异常，可能需要调整电压或检查电极。

五、DNA显带未观察到的原因：寻找“失踪”的DNA

1. 未提取到DNA：在提取全血基因组DNA时，如果加入SDS溶液后，没有出现明显沉淀，就像做饭没煮熟一样，说明DNA可能没有被充分释放出来。后续用TE缓冲液溶解时，盲目冲洗试管壁，很可能根本没提取到有效的DNA片段。这就好比在空房子里找东西，肯定找不到。下次提取时，要确保每一步反应充分，严格按照操作流程来。
2. DNA浓度较低：DNA量太少，低于电泳检测的下限，就像在大海里找一根针，很难看到条带。因为低浓度的DNA分子进入凝胶后，分布太稀疏，无法聚集形成可见的条带。这时候可以尝试浓缩样品，或者增加上样量，但要注意不要超过加样孔的容量。
3. DNA分子破碎：提取或处理DNA时，如果操作太粗暴，比如剧烈振荡、反复冻融，就像把玻璃摔在地上，DNA分子会被机械力“打碎”，变成很短的片段，这些小片段可能根本无法进入凝胶，自然就看不到条带了。所以操作时一定要轻柔，像对待易碎品一样对待DNA。
4. 取样量不足：加样时，如果取的DNA样品太少，就像画画颜料不够，很难画出清晰的图案。少量DNA很难形成明显的条带，下次可以适当增加取样量，但也要避免加样过多导致条带拖尾。
5. 存在干扰物质：提取的DNA样品中如果残留有蛋白质、脂质等杂质，就像路上有障碍物，会影响DNA分子的迁移速率。特别是高浓度的白蛋白残留，可能会和DNA结合，导致电泳时看不到条带。这时候可以用纯化试剂盒进一步处理样品，去除杂质。

掌握了这些知识和技巧，再去做琼脂糖凝胶电泳实验，就能更得心应手啦！要是在实验过程中遇到其他问题，欢迎随时交流，咱们一起攻克难关，揭开DNA的更多秘密！

本文由北京六一生物编辑整理。

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