核糖凝胶电泳技术-1（简介、影响因素）

当我们需要分离沙子和砾石的混合物。 最简单的方法是什么？ 只需将混合物通过筛子，筛子只允许沙粒通过，同时保留大尺寸的碎石屑。

想象你有不同大小的 DNA 片段的混合物。 我们怎样才能把它们分开呢？

我们可以通过应用我们用于分离沙子和砾石混合物的相同原理来做到这一点——当然要进行一些修改。

图 1. 比较砂砾混合物的分离与不同分子量 DNA 片段混合物的分离。

电流在凝胶电泳中的作用

移动 DNA 的力是电场。

如下图 2 所示，DNA 是一种带负电荷的分子，因为它的糖-磷酸主链上有磷酸基团。 当暴露在电场中时，DNA 会向正极迁移。

图 2. 突出显示其负电荷的 DNA 结构。

琼脂糖凝胶在凝胶电泳中的作用

由琼脂糖组成的凝胶类似于我们将沙粒与较大的砾石碎片分离的筛子示例。

琼脂糖与水混合、加热，然后冷却至室温时，形成三维凝胶。 虽然在我们看来是固体，但在微观层面上，这种凝胶是一种网状结构。

图3：琼脂糖网眼结构

该网眼使琼脂糖凝胶像分子筛一样。

这里的孔径范围在纳米级，只允许分子，如 DNA通过。

当 DNA 片段在电场的影响下通过琼脂糖凝胶时，片段会通过凝胶向正电极迁移。 由于凝胶基质的分子筛作用，较小尺寸的 DNA 片段能够在给定时间内进一步向正电极迁移。 较大的 DNA 片段不能轻易穿过网格，因此在给定的时间内迁移速度较慢。 这最终导致对混合物中的 DNA 分子进行基于大小的分类。

决定 DNA 在凝胶中迁移多快/多远的因素

影响琼脂糖凝胶中片段迁移率的两个主要因素是 a) 施加电压的大小，和 b) DNA 分子的大小。

如下图 4 所示，DNA 片段越大，其在凝胶中的迁移距离越短。

图 4：琼脂糖凝胶电泳中基于大小的 DNA 分离。

凝胶浓度的重要性

凝胶中琼脂糖的浓度决定了所得凝胶网的平均孔径。琼脂糖百分比浓度越高，基质的平均孔径越小。

因此，DNA迁移与琼脂糖百分比呈负相关。DNA分子通过小孔比通过直径相对较大的孔向最终目的地迁移所需的时间更长。正极如下图所示（图5）。

图5.凝胶中DNA迁移与琼脂糖浓度的负相关。