- 凝胶电泳是分子生物学中最常用的技术之一，广泛用于 DNA 片段的可视化、分离与识别。在获取DNA 凝胶电泳相关设备（电泳设备 & DNA样品染料 & 凝胶 & 染料）之后，可以考虑进行电泳操作。
整体电泳操作流程（从准备到成像）
| 步骤 | 说明 |
|---|---|
| 1. 制备凝胶 | 配制 0.8%–2% 的琼脂糖凝胶，加入适量 DNA 染料（如 GelRed）或准备后染 |
| 2. 固化凝胶 | 将热凝胶倒入托盘，插入梳子，待其在室温下凝固（约 20–30 分钟） |
| 3. 准备缓冲液 | 配制 TAE/TBE 缓冲液，倒入电泳槽中，覆盖凝胶约 2–3 mm |
| 4. 准备样品 | 将 DNA 样品与 Loading buffer 按比例混合，上样前轻轻混匀 |
| 5. 加样 | 用微量加样器将混合后的样品缓慢注入加样孔中，避免刺穿孔底 |
| 6. 连接电源 | 正极接远离加样孔一侧，负极接近加样孔一侧（DNA 带负电向正极迁移） |
| 7. 开始电泳 | 设置 60–120 V 电压，电泳时间通常 20–40 分钟，观察染料迁移前沿 |
| 8. 成像观察 | 电泳结束后，若为预染胶，直接放入蓝光/紫外仪观察；若未染，则泡染 20–30 分钟后观察 |
凝胶电泳 & 电泳原理
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凝胶电泳是分子生物学中最常用的技术之一，广泛用于 DNA 片段的可视化、分离与识别。其中最常见的方法是琼脂糖凝胶电泳，只需要一小块类似果冻的凝胶，就能探索 DNA 的世界。
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“Electrophoresis” 这个词意为“通过电场推动分子在实验室中移动”。电泳是指：DNA、RNA 或蛋白质等分子在电场的驱动下，通过某种材料（如凝胶）迁移。
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在 DNA 检测中，最常见的用途是通过琼脂糖凝胶分离不同大小的 DNA 片段，以便可视化和测定其长度。
电泳设备是如何工作的？
电泳装置中包含两个电极：一端是正极，另一端是负极。当电源开启时，凝胶两侧形成电场，使带电分子开始迁移。
- 带负电的 DNA 会向正极方向移动
- 带正电的分子向负极移动
- 中性分子不会迁移
虽然所有 DNA 都朝正极移动，但我们希望能根据大小区分它们。为此，琼脂糖凝胶被设计成像海绵一样，内部充满不规则的孔隙：
- 小片段穿梭自如，迁移更远
- 大片段被卡住，移动较慢
因此，短 DNA 片段会更快地移动到凝胶远端，而长片段则移动得较慢，停留在更近的位置。这样我们就能通过电泳将不同大小的片段分离出来。
制作琼脂糖凝胶 : 琼脂糖+电泳缓冲液+DNA染色剂
琼脂糖是一种从海藻中提取的天然多糖，可溶于电泳缓冲液中，加热至沸腾后冷却即凝固成凝胶。
制作过程类似做果冻：
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将琼脂糖粉加入缓冲液中(染料可以在此阶段添加，以便在之后观察 DNA)
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加热融化
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倒入托盘并插入梳子（形成样品孔）
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冷却凝固后取出梳子，留下装样孔
| 染色方式 | 说明 |
|---|---|
| 预染法（预先加入凝胶中） | 在熔化琼脂糖时直接加入染料，整个凝胶在运行过程中即可染色，电泳完后立即观察。 |
| 后染法（电泳结束后染色） | 电泳后将凝胶浸泡在含染料的溶液中染色再观察，适用于部分不耐高温的染料。 |
电泳操作流程
- What is Gel Electrophoresis? | miniPCR bio™
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将凝胶放入电泳槽中
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覆盖缓冲液，连接电极
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将样品与上样缓冲液混合，滴入凝胶孔中（上样染料帮助我们可视地观察 DNA 是否被正确加载，同时便于追踪分子迁移位置）
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打开电源，开始电泳（一般运行 20–30 分钟）
观察 DNA
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DNA 本身不可见，因此使用荧光染料（如 GelGreen、SYBR Safe 等）来标记 DNA。当 DNA 与染料结合后，在蓝光或紫外灯下会发出荧光。
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在 miniPCR 的蓝色凝胶系统中，我们只需打开蓝光即可看到 DNA 条带，并用手机拍照记录结果，无需将凝胶转移到其他设备上。
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凝胶中每条“泳道”对应一个 DNA 样本。条带（band）表示大量长度一致的 DNA 分子聚集处，越远的条带代表越短的 DNA，越近的条带代表越长的 DNA ：
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还会在一条泳道中添加一个 DNA 梯子（marker），其中包含已知长度的片段（如 100、200、300 bp 等），用作对照尺子。
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通过比较样本的迁移距离与梯子的对应位置，即可估算 DNA 的大小（单位为碱基对 bp）。
注意事项
- 这些染料是小分子带负电，在电泳中也会像 DNA 一样向正极迁移，但由于分子量不同，它们的移动速度相对固定。Loading buffer 中的染料可用于估算 DNA 条带大致位置（如溴酚蓝代表约 300 bp）
- 使用后染染料时，可不用预染胶，节省染料成本
- Loading buffer 不含 DNA 染料（EtBr、GelRed 等），二者功能不同，需区别使用
- 由于溴化乙锭（EB）与新一代核酸染料（如 GelRed、GelGreen）在与 DNA 的嵌合方式上存在差异，其毒性也显著不同。EB 是一种经典的嵌入剂，它通过插入 DNA 的碱基对之间实现嵌合。在细胞复制过程中，这种插入可能干扰碱基配对，导致复制错误，从而增加诱发突变甚至癌变的风险。相比之下，GelRed 和 GelGreen 属于“槽位嵌合剂”（groove binders），主要嵌合于 DNA 双螺旋的小沟或大沟中，而不会插入碱基对之间。因此，它们对 DNA 的复制干扰较小，被认为具有较低的毒性和致突变性。基于此，它们被广泛应用于替代 EB 的低毒性 DNA 染料。最好还是双层手套：
| 原因 | 说明 |
|---|---|
| 防 RNase 污染 | RNase 广泛存在于皮肤和环境中，外层手套一旦污染可立即脱除，保持内层清洁。尤其在操作 RNA 时，可有效防止污染源接触样本。 |
| 防止酒精/清洗剂腐蚀 | 实验中常使用 RNaseZap、70%乙醇等溶剂，可能渗透单层手套，内层手套提供额外保护屏障。 |
| 应对实验事故 | 如果遇到破裂、渗漏、有毒液体溅落等情况，双层手套能争取反应时间，降低皮肤接触风险。 |
| 便于换手套 | 外层可频繁更换，如从 PCR 台离开、接触门把、触碰电脑后再更换新手套，内层保持无污染状态。 |
| 项目 | 建议 |
|---|---|
| 内层手套 | 普通无粉乳胶或丁腈手套 |
| 外层手套 | 建议用彩色手套（易识别是否破损） |
| 更换频率 | 每次污染、移出洁净区或 30 分钟以上操作后更换 |
| 标准流程 | 进入 RNA 操作区：洗手 → 戴内层 → 戴外层 → 酒精消毒手套 |
实验室配置
| 要素 | 规范说明 | 原因 |
|---|---|---|
| 空间分隔 | 实验区必须与生活区（如宿舍、办公室）物理隔离，RNA 区、PCR 区、电泳区建议物理隔开 | 防止气溶胶/核酸酶污染，防止生活接触 |
| 实验服（专用） | 应设置专门实验服、鞋套，不得穿出实验室；高危区（EtBr、电泳、化学）应设颜色区分 | 防止带出污染物、增加实验纪律 |
| 护目镜 | 所有涉及加热、电泳、酸碱、危险染料的实验必须佩戴护目镜 | 防止蒸汽/飞溅物伤害眼部 |
| 手套（建议双层） | 进入 RNA 区、接触电泳液、琼脂糖、溴化乙锭时应戴双层手套，污染后更换 | 防止 RNase 污染和化学品渗透 |
| 洗眼器 / 紧急冲洗设备 | 实验室应配备洗眼器、洗手台、应急喷淋系统 | 防止化学品突发溅入眼睛或皮肤 |
| 排风 / 通风柜 | 熔胶、电泳、染色等区域应设有抽风罩或通风柜 | 减少吸入 EB、琼脂糖热蒸汽、缓冲液蒸气 |
| 设备布局合理 | 微量移液、电泳、电源、凝胶成像应分区操作，远离通道 | 防止交叉污染与电击风险 |
| 危险废物分类处理 | EB、GelRed 染料、含RNA残留液、琼脂糖废胶需设专桶密闭收集 | 防止环境污染与非法排放 |
| SOP+培训记录 | 每位人员应接受安全操作培训并签字，操作流程张贴在墙上 | 增强执行力，事故可追溯 |
CG
- What is Gel Electrophoresis? | miniPCR bio™
- https://minipcr.com
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