9012-36-6 / 瓊脂糖凝膠的用途

概述^[1][2]

瓊脂糖凝膠是瓊脂中兩個主要成分之一，其含量約占瓊脂的70%，是一種非硫酸化的鏈狀多聚體，由D-半乳糖和3，6-脫水-L-半乳糖殘基交替排列而成。瓊脂糖凝膠是一種惰性基質，可制成柱管或平板狀。其中以平板狀更為普遍，可用于電泳中分離不同大小或不同構型的核酸分子，然后利用溴乙錠(加在電泳緩沖液中或在電泳后再染凝膠均可)在紫外線下出現的熒光以顯示核酸分子在凝膠中的位置。瓊脂糖凝膠具有網絡結構，物質分子通過時會受到阻力，大分子物質在涌動時受到的阻力大，因此在凝膠電泳中，帶電顆粒的分離不僅取決于凈電荷的性質和數量，而且還取決于分子大小，這就大大提高了分辨能力。

光學特性^[3]

對瓊脂糖的折射率和光譜特性作了相關研究。用阿貝折射儀測量瓊脂糖溶液和瓊脂糖凝膠的折射率，并與蒸餾水的折射率作比較。結果顯示兩種形態下的瓊脂糖的折射率與蒸餾水的折射率相差不大。當瓊脂糖凝膠的濃度為0.786%時其折射率與生物培養液的折射率相等為1.336，因此選擇0.786%濃度的瓊脂糖凝膠用于生物打印實驗。對比瓊脂糖凝膠和細胞培養液的可見、近紅外和紅外光譜特性，結果表明：瓊脂糖凝膠和細胞培養液的近紅外和中紅外光譜基本相近；細胞培養液在500~600nm波段有吸收峰；1mm厚瓊脂糖凝膠在400~1100nm波段吸收較小，可以選擇該波段的激光用于激光打印。對比440nm(藍)、532nm(綠)和650nm(紅)三種激光在瓊脂糖凝膠塊中傳播時，瓊脂糖凝膠上表面的散射特性表明：440nm激光的散射率最高，650nm激光次之，532nm激光最低。因此為了降低激光對周邊細胞的影響，同時盡可能將激光能量用于推動液滴沉降于基質上，選擇532nm的綠光作為熱沖擊實驗的動力激光。

制備^[4]

噴射技術制備瓊脂糖凝膠：采用兩種快速噴射方法制備瓊脂糖凝膠。實驗證明，兩種實驗方法都是有效可行的，其共同特點是快速、簡便，工藝流程、設備裝置、操作技術都很簡單，并且適于放大制備量。方法I所制凝膠的粒度隨噴頭微孔的增大而增大，也隨噴射壓力與噴射速度的增大而趨于增大。用直徑100μm噴頭的產品粒度大都在100μm～300μm范圍內；用直徑30μm噴頭可制得較小粒度的產品，但易發生微孔堵塞操作較為困難，適于制備較大粒度的凝膠。方法Ⅱ一般適于制備粒度50μm～150μm的凝膠，產品粒度隨壓力和氣流速度的增加而變小，更適于制備層析用的凝膠。噴射孔與液流分配通道的結構也是影響產品粒度的主要因素。在優化操作條件的基礎上，可獲得80%粒度在70μm～120μm的瓊脂糖凝膠，甚至可達到90%粒度在50μm～150μm。

用途^[4-5]

瓊脂糖凝膠電泳是最常用的凝膠電泳技術，適用于核酸電泳，是分離鑒定和純化核酸片段的標準方法。在核酸實驗中最常用的凝膠電泳為瓊脂糖凝膠電泳，是序列擴增，核酸研究等分子生物學實驗中不可或缺的重要分析方法，目前被廣泛運用于分離、鑒定純化核酸片段。基于瓊脂糖凝膠的電泳方法，其特征在于包括以下步驟：步驟①，制備瓊脂糖溶液并在電泳槽中凝固成一定形狀的膠狀物，構成瓊脂糖凝膠。

具體來說，瓊脂糖溶液通過微量移液槍加入到電泳槽中。且，瓊脂糖凝膠是由半乳糖和3，6?脫水半乳糖交替組成的膠多糖其濃度為05～2％之間。步驟②，向瓊脂糖凝膠的不同區域加入需要分離的物質。步驟③，插上電源進行電泳。具體來說，其電壓小于等于20V/cm，溫度低于30℃。步驟④，通過溴化乙錠進行染色，以溴酚藍跑至凝膠總長度的2/3或者離膠板下側1cm處為結束點。步驟⑤，通過紫外燈確認凝膠上DNA的分離狀況。

主要參考資料

[1] 微生物學詞典

[2] CN201820743897.0一種瓊脂糖凝膠制備裝置

[3] 瓊脂糖凝膠的光學特性

[4] 瓊脂糖凝膠的制備及化學改性研究

[5] CN201110071234.1基于瓊脂糖凝膠的電泳方法