凝膠電泳的原理

凝膠電泳的原理比較簡單。當一種分子被放置 在電 場當 中時 , 它們 就會 以一定 的速 度移向適當的電極 , 這種電泳分子在電場作用下的遷移速度 , 叫做電泳的遷移率。它同電場的強度和電泳分子本身所攜帶的凈電荷數成正比。也就是說 ,電場強度越大、電泳分子所攜帶的凈電荷數量越多 ,其遷移的速度也就越快 , 反之則較慢。由于在電泳中使用了一種無反應活性的穩定的支持介質 , 如瓊脂糖凝膠和聚丙 烯酰胺 膠等 , 從而降低了對流運動 , 故 電泳 的遷移率又是同分子的摩擦系數成反比的。已知摩 擦系數 是分 子的大 小、極性及介質 粘度 的函數 , 因此根據分子大小的不同、 構成或形狀的差異 , 以及所帶的凈電荷的多少 , 便可以通過電泳將蛋白質或核酸分子混合物中的各種成分彼此分離開來。在生理條件下 ,核酸分子的糖- 磷 酸骨架中的磷酸基 因 呈離子狀態 ,從這種意義上講 ,D N A 和 R N A 多核苷酸鏈可叫做 多聚 陰離 子 ( P ol yani o n s ) 。因 此 , 當核 酸分 子 被放 置在 電場中時 , 它們就會向正電極的 方向遷 移。由 于糖- 磷酸 骨架 結構 上的重 復性 質 , 相同 數量 的雙鏈 D N A 幾乎具有等量的凈電荷 , 因而 它們 能以 同樣 的速 度向 正電 極 方向 遷移。 在一 定的電場強度下 , D N A 分子的這種遷移速度 , 亦即電泳的遷移率 , 取決于核酸分子本身的大 小和構型 , 分子量較小的 D N A 分子比分子量較大的 D N A 分子遷移要快些。這就是應用凝膠電泳技術分離 D N A 片段的基本原理。