电泳缓冲液是核酸和蛋白质凝胶电泳系统的关键组成部分,作为电泳场中的导体,它是维持电泳系统恒定pH值的重要条件。常见的核酸电泳缓冲液包括TAE、TBE、TPE和MOPS等。
### 电泳缓冲液的特点
1. **TAE**:这是使用最广泛的缓冲系统,尤其在电泳过程中,其超螺旋DNA的迁移与实际相对分子质量相符,避免了在TBE中出现的测得相对分子质量高于实际值的情况。此外,双链线状DNA在TAE中的迁移率比其他两种缓冲液快约10%。在电泳13kb以上的片段时,使用TAE缓冲液能够获得更理想的分离效果,且在DNA片段回收时,TAE缓冲系统也表现出较好的适用性。不过,由于其缓冲容量较小,因此不建议进行长时间的电泳,例如过夜,除非配备了液体循环装置。
2. **TBE**:此缓冲液具有较强的缓冲能力,适合长时间电泳。特别是用于电泳小于1kb的DNA片段时,其分离效果更优。然而,在使用琼脂糖凝胶时,TBE可能导致高电渗现象,并由于与琼脂糖的非共价结合反应,降低了DNA片段的回收率,因此不适合用于电泳后的DNA回收过程。
3. **TPE**:同样具有较强的缓冲能力,但由于磷酸盐在乙醇沉淀过程中易析出,TPE也不适合用于DNA片段的电泳回收。
### 电泳缓冲液的功能
1. **维持pH**:电泳过程中的首要功能是保持合适的pH值。电泳过程中,阳极和阴极都会发生电解反应,阳极产生的氧化反应和阴极产生的还原反应会导致长时间电泳时pH值的变化。一个优质的缓冲系统应具备强大的缓冲能力,以确保溶液两极的pH值保持相对恒定。
2. **提供导电性**:电泳缓冲液还需保证溶液具有适当的导电性,从而促进DNA分子的迁移。一般来说,电泳缓冲液中应含有0.01-0.04 mol/L的Na+离子,Na+离子的浓度过低会导致电泳速度减缓,而浓度过高则可能引发过大的电流,从而使凝胶过热或甚至融化。
3. **防止DNA酶活性**:电泳缓冲液还应含有EDTA,浓度一般为1-2 mmol/L,EDTA能够有效螯合Mg2+等离子,防止在电泳中激活DNA酶,同时防止Mg2+与核酸形成沉淀。
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