凝胶电泳的基本原理

提取得到DNA分子以后，其数量和质量需要通过电泳技术来检测。自从在核酸研究中引入琼脂糖和聚丙烯酰胺凝胶以来，根据相对分子质量大小分离DNA的凝胶电泳技术，已经发展成为一种对DNA分子分析鉴定的重要实验手段。基因操作的核心技术之一就是琼脂糖或聚丙烯酰胺凝胶电泳。对于DNA片段的分离、鉴定和纯化，可以使用它们。该技术操作简单，速度快，DNA重组、DNA核苷酸序列分析、DNA限制性内切酶分析及限制性酶切作图等的技术以它们为基础。它们已经是许多通用的分子生物学研究方法。

基本原理

当在电场当中放置一种分子的时候，它们就会以一定的速度向适当的电极移动。在电场作用下这种电泳分子下的迁移速度，称为电泳的迁移率。电场的强度正相关于电泳分子本身所携带的净电荷数。也就是说，越大的电场强度，电泳分子携带越多的净电荷数量，也就获得的越快的移动速度，相反就比较的慢，因为一种无反应活性的稳定的支持介质在电泳中被使用，从而使得对流运动被降低了，因此电泳的迁移率负相关于同分子的摩擦系数。分子的大小、极性及介质粘度的函数为已知的摩擦系数。所以蛋白质或核酸分子混合物中的各种成分能够以分子大小的不同、构成或形状的差异，以及所带的净电荷的多少为依据使用电泳来将它们彼此分离开来。在生理条件下，核酸分子的糖-磷酸骨架中的磷酸基团呈离子状态，从这种意义上讲，DNA和RNA多核苷酸链可称为多聚阴离子。所以当在电场中放入核酸分子，它们就会往正电极的方向迁移。因为糖-磷酸骨架结构上的重复性质，数量相同的双链DNA所具有的净电荷几乎是等量的，所以它们往正电极的方向迁移的速度几乎是相等的。在一定的电场强度下，核酸分子本身的大小和构型决定了电泳的迁移率，亦即DNA分子的这种迁移速度，分子量较大的DNA分子迁移速度要慢于分子量较小的DNA分子。这就是应用凝胶电泳技术分离DNA片段的基本原理。