瓊脂和瓊脂糖的區(qū)別

1、本質(zhì)不一樣

瓊脂：是植物膠的一種，常用海產(chǎn)的麒麟菜、石花菜、江蘺等制成，為無(wú)色、無(wú)固定形狀的固體，溶于熱水。

瓊脂糖：瓊脂糖：是線性的多聚物，基本結(jié)構(gòu)是1，3連結(jié)的β-D-半乳糖和1，4連結(jié)的3，6-內(nèi)醚-L-半乳糖交替連接起來(lái)的長(zhǎng)鏈。瓊脂果膠是由許多更小的分子組成的異質(zhì)混合物。

2、用途不一樣

瓊脂：在食品工業(yè)中應(yīng)用廣泛，亦常用作細(xì)菌培養(yǎng)基。也用于化學(xué)工業(yè)、醫(yī)學(xué)科研、可作培養(yǎng)基、藥膏。

瓊脂糖：廣泛使用于食用、醫(yī)藥、化工、紡織、國(guó)防等領(lǐng)域，據(jù)不wan全統(tǒng)計(jì)，瓊脂、瓊脂糖的用途已有1000多種，被國(guó)際上稱(chēng)為“新奇的東亞產(chǎn)品"。

什么是瓊脂糖，由什么構(gòu)成？

瓊脂糖凝膠電泳是常用的分離和檢測(cè)方法，瓊脂是最chang用的載體支持物，核酸分子具有電荷效應(yīng)和分子篩效應(yīng)，利用此特性可達(dá)到分離檢測(cè)的目的。

一、瓊脂糖凝膠的特點(diǎn)

天然瓊脂(agar)是一種多聚糖，主要由瓊脂糖(agarose，約占80%)及瓊脂膠(agaropectin)組成。瓊脂糖是由半乳糖及其衍生物構(gòu)成的中性物質(zhì)，不帶電荷，而瓊脂膠是一種含硫酸根和羧基的強(qiáng)酸性多糖，由于這些基團(tuán)帶有電荷，在電場(chǎng)作用下能產(chǎn)生較強(qiáng)的電滲現(xiàn)象，加之硫酸根可與某些蛋白質(zhì)作用而影響電泳速度及分離效果。因此，目前多用瓊脂糖為電泳支持物進(jìn)行平板電泳，其優(yōu)點(diǎn)如下。

1. 瓊脂糖凝膠電泳操作簡(jiǎn)單，電泳速度快，樣品不需事先處理就可以進(jìn)行電泳。

2. 瓊脂糖凝膠結(jié)構(gòu)均勻，含水量大(約占98%~99%)，近似自由電泳，樣品擴(kuò)散較自由電流，對(duì)樣品吸附極微，因此電泳圖譜清晰，分辨率高，重復(fù)性好。

3. 瓊脂糖透明無(wú)紫外吸收，電泳過(guò)程和結(jié)果可直接用紫外光燈檢測(cè)及定量測(cè)定。

4. 電泳后區(qū)帶易染色，樣品極易洗脫，便于定量測(cè)定。制成干膜可長(zhǎng)期保存。

目前，常用瓊脂糖作為電泳支持物，分離蛋白質(zhì)和同工酶。將瓊脂糖電泳與免疫化學(xué)相結(jié)合，發(fā)展成免疫電泳技術(shù)，能鑒別其他方法不能鑒別的復(fù)雜體系，由于建立了超微量技術(shù)，0.1ug蛋白質(zhì)就可檢出。

瓊脂糖凝膠電泳也常用于分離、鑒定核酸，如DNA鑒定，DNA限制性內(nèi)切核酸酶圖譜制作等。由于這種方法操作方便，設(shè)備簡(jiǎn)單，需樣品量少，分辨能力高，已成為基因工程研究中常用實(shí)驗(yàn)方法之一。

二、DNA的瓊脂糖凝膠電泳

瓊脂糖凝膠電泳對(duì)核酸的分離作用主要是依據(jù)它們的相對(duì)分子量質(zhì)量及分子構(gòu)型，同時(shí)與凝膠的濃度也有密切關(guān)系。

1、核酸分子大小與瓊脂糖濃度的關(guān)系

① DNA分子的大小 在凝膠中，DNA片段遷移距離(遷移率)與堿基對(duì)的對(duì)數(shù)成反比，因此通過(guò)已知大小的標(biāo)準(zhǔn)物移動(dòng)的距離與未知片段的移動(dòng)距離時(shí)行比較，便可測(cè)出未知片段的大小。但是當(dāng)DNA分子大小超過(guò)20kb時(shí)，普通瓊脂糖凝膠就很難將它們分開(kāi)。此時(shí)電泳的遷移率不再依賴于分子大小，因此，就用瓊脂糖凝膠電泳分離DNA時(shí)，分子大小不宜超過(guò)此值。

② 瓊脂脂糖的濃度 如下表所示，不同大小的DNA需要用不同濃度的瓊脂糖凝膠進(jìn)行電泳分離。

表 瓊脂糖濃度與DNA分離范圍瓊脂糖濃度/%0.30.60.70.91.21.52.0線狀DNA大小/kb60-520-110-0.87-0.56-0.44-0.23-0.1

2、核酸構(gòu)型與瓊脂糖凝膠電泳分離的關(guān)系

不同構(gòu)型DNA的移動(dòng)速度次序?yàn)椋汗﹥r(jià)閉環(huán)DNA(covalently closed circular，cccDNA)>直線DNA>開(kāi)環(huán)的雙鏈環(huán)狀DNA。當(dāng)瓊脂糖濃度太高時(shí)，環(huán)狀DNA(一般為球形)不能進(jìn)入膠中，相對(duì)遷移率為0(Rm=0)，而同等大小的直線雙鏈DNA(剛性棒狀)則可以長(zhǎng)軸方向前進(jìn)(Rm>0)，由此可見(jiàn)，這三種構(gòu)型的相對(duì)遷移率主要取決于凝膠濃度，但同時(shí)，也受到電流強(qiáng)度、緩沖液離子強(qiáng)度等的影響。

3、電泳方法

① 凝膠類(lèi)型

用于分離核酸的瓊脂糖凝膠電泳可分為垂直型及水平型(平板型)。水平型電泳時(shí)，凝膠板wan全浸泡在電極緩沖液下1-2mm，故又稱(chēng)為潛水式。目前更多用的是后者，因?yàn)樗颇z和加樣比較方便，電泳槽簡(jiǎn)單，易于制作，又可以根據(jù)需要制備不同規(guī)格的凝膠板，節(jié)約凝膠，因而較受歡迎。

② 緩沖液系統(tǒng)

缺少離子時(shí)，電流太小，DNA遷移慢;相反，高離子強(qiáng)度的緩沖液由于電流太大會(huì)大量產(chǎn)熱，嚴(yán)重時(shí)，會(huì)造成膠熔化和DNA的變性。

常用的電泳緩沖液有EDTA(pH8.0)和Tris-乙酸(TEA)，Tris-硼酸(TBE)或Tris-磷酸(TPE)等，濃度約為50mmol/L(pH7.5~7.8)。電泳緩沖液一般都配制成濃的貯備液，臨用時(shí)稀釋到所需倍數(shù)。

TAE緩沖能力較低，后兩者有足夠高的緩沖能力，因此更常用。TBE濃溶液長(zhǎng)期貯存會(huì)出現(xiàn)沉淀，為避免此缺點(diǎn)，室溫下貯存5×溶液，用時(shí)稀釋10倍0.5×工作溶液即能提供足夠緩沖能力。

③ 凝膠的制備

以稀釋的電極緩沖液為溶劑，用沸水浴或微波爐配制一定濃度的溶膠，灌入水平膠框或垂直膠膜，插入梳子，自然冷卻。

④ 樣品配制與加樣

DNA樣品用適量Tris-EDTA緩沖液溶解，緩沖液內(nèi)含有0.25%溴酚藍(lán)或其他指示染料，含有10%-15%蔗糖或5%~10%甘油，以增加其比重，使樣品集中。為避免蔗糖或甘油可能使電泳結(jié)果產(chǎn)生U形條帶，可改用2.5%Ficoll(聚蔗糖)代替蔗糖或甘油。

⑤ 電泳

瓊脂糖凝膠分離大分子DNA實(shí)驗(yàn)條件的研究結(jié)果表明，在低濃度、低電壓下，分離效果較好。在低電壓條件下，線性DNA分子的電泳遷移率與所用的電壓呈正比。但是，在電場(chǎng)強(qiáng)度增加時(shí)，較大的DNA片段遷移率的增加相對(duì)較小。因此隨著電壓的增高，電泳分辨率反而下降，為了獲得電泳分離DNA片段的最大分辨率，電場(chǎng)強(qiáng)度不宜高于5V/cm。

電泳系統(tǒng)的溫度對(duì)于DNA在瓊脂糖凝膠中的電泳行為沒(méi)有顯著的影響。通常在室溫下進(jìn)行電泳，只有當(dāng)凝膠濃度低于0.5%時(shí)，為增加凝膠硬度，可在4℃進(jìn)行電泳。

⑥ 染色和拍照

常用熒光染料溴乙錠(EB)染色，在紫外光下觀察DNA條帶，用紫外分析儀拍照，或用凝膠成像系統(tǒng)輸出照片，并進(jìn)行有關(guān)的數(shù)據(jù)分析。

注意事項(xiàng)：電泳中所使用的染料EB是致癌物質(zhì)，一定要小心，避免其接觸皮膚等，進(jìn)行電泳操作的時(shí)候一定要帶手套，手套要及時(shí)更換，現(xiàn)在也除了一些EB的替代物，如Goldview等。