RNA 凝胶电泳注意事项
RNA 凝胶是用Northern 印迹的方法来分析RNA 。mRNA 大约只占总RNA 的5% ,在溴化乙锭染色的胶上看不到,因此mRNA 必须用标记探针来检测。
*样品制备
RNA 样品在电泳之前及电泳过程中必须是变性的,否则不能精确测定分子质量。变性是由甲醛与甲酰胺来完成的,也可用乙二醛和二甲亚砜或甲基苯(不推荐)。
MOPS 胶的样品缓冲液: 0.75ml 去离子的甲酰胺,0.15ml 10 x MOPS, 0.24ml 甲醛, 0.1ml 去离子的无RNA酶的水,0.1ml 甘油, 0.08ml 10% (W/V) 澳酚蓝。分装小管后贮于- 20℃, 或者每次现配。
加25 μI 样品缓冲液到5μ1 RNA 样品。可能需要浓缩RNA 样品。
样品缓冲液中的样品在65℃ 加热15min。加1μl mg/ml 溴化乙锭到每个样品,混匀。不需要将溴化乙锭加到电泳缓冲液中。
中型大小的胶,加5 ~ 20μg 总RNA, 小型胶加1~5 μg 。
加3 μg mRNA 与加5 ~ 20μg 总RNA 样相比,会得到更清晰的信号。
*标准参照物/标记参照物
需要标准参照。
许多人利用样品本身的核糖体RNA作为大致的参照。真核生物核糖体RNA 是28S和18S (大致长5300 和2000 碱基);原核生物核糖体RNA 是23S 和16S (大肠杆菌大致长3566 与1776 个碱基) 。
RNA 标准参照有商业制品。DNA 标准参照在甲醛胶中跑得不太好,不应使用。体外RNA 合成的指定模板可以用来合成长度确定的RNA 转录物,如果某未知RNA的长度必须要精确知道的时候可以采用。
溴酚蓝和二甲苯腈蓝可以用来做指示染料。就像在DNA 电泳中一样,其确切的位置取决于琼脂糖的品质与浓度(见表1) 。
表1 RNA 甲醛胶中跟踪染料的迁移
甲醛胶
二甲苯腈蓝溴酚蓝
SeaKem Gold
1.0%6300660
1.5%2700310
2.0%1500200
SeaKem GTG 与LE
1.0%4200320
1.5%1700140
2.0%82060a
SeaPlaque SeaPlaque GTG
1.0%2400240
1.5%80080a
2.0%49030a
a 外推法确定的与染料迁移相当的核苷酸数。
*样式
RNA 凝胶就像DNA 凝胶一样进行电泳。并不需要独立的胶盒与仪器。只要在电泳前后清洗胶盒就可以了。
*缓冲液
10 x MOPS/EDTA 缓冲液,包含0.2mol/L MOPS (3 – 吗琳代丙磺酸)、50 mmol/L乙酸钠、10 mmol/ L EDTA, 调至pH7.0 。高压灭菌15min。时间长了呈现淡黄色是正常的。1 X 用于电泳。
MOPS 缓冲液(和其他RNA 缓冲液)离子强度很低,电泳过程中,沿着胶的长度方向会产生pH 梯度,导致胶的水解。只有在非常长的电泳过程中才可能出现,可以通过用蠕动泵循环缓冲液或者间歇性地把缓冲液从一端吸到另一端来避免这个问题。
*凝胶
RNA 必须在变性条件下电泳。MOPS-甲醛胶是最安全最好的一种。
甲醛胶必须在通风橱内倒胶,并静待固化。热的甲醛会蒸发,吸入很危险。做之前要请别人指导。
含甲醛的琼脂糖凝胶比普通琼脂糖凝胶易碎,必须小心操作。
1%或者1.2 %的胶适用于大多数Northern 印迹。
*电源
对电源的要求同DNA 琼脂糖凝胶。对于中等大小的胶, l00V (大约50 mA) 大约3~4 小时。
*染色
由于溴化乙锭已包含在样品缓冲液中,不需要进一步染色。
*分析
核糖体亚基应该是分开的。除非上样太多,否则各亚基不应该分不清楚,如果不能分清意味着降解。
mRNA, 如果在胶上可见,看起来像是一片糊状。
DNA胶用来分离、确定或者纯化DNA片段。用于DNA测序反应的测序胶不在这儿讨论。每位实验室成员有不同的制胶方法。
样品准备
6 X 上样缓冲液: 30% (V/V) 甘油, 0.25%(W/V) 溴酚蓝, 0.25% (W/V) 二甲苯腈蓝,蒸馏水配制。贮于-20’C 。
样品缓冲液与DNA在60’C 温育5 分钟。
标准分子/分子质量标记
琼脂糖凝胶中,指示剂溴酚蓝与分子质量大约600bp的DNA分子一起迁移,而二甲苯腈蓝则与大约4000bp的DNA分子共迁移。确切的迁移与琼脂糖的质量与浓度有关。
溴酚蓝与二甲苯腈蓝也可以用做聚丙烯酰胺凝胶中DNA的指示染料。
市场上有无数的DNA标准分子质量标记。其中大多数是已知DNA酶切产生的片段组合。这些标准DNA标记产生不同大小的片段,使人更容易快速估计未知片段的大小,也提供了胶与胶之间差异的参照。也可以自己制备标准,但是通常太麻烦,不值得这么做。
表1指示剂染料的迁移
聚丙烯酰胺(%)溴酚蓝a二甲苯腈蓝a
聚丙烯酰胺凝胶
3.5100460
5.065260
8.045160
12.02070
20.01245
变性聚丙烯酰胺凝胶
5.035130
6.026106
8.01970-80
10.01255
20.0828
a 数值表示与染料共迁移的DNA 片段的大致长度(核昔酸对)
分子标尺是DNA梯子,各大小片段间有一定的间距。最适用于精确测定样品DNA的分子质量。大多数包含有明显可见的参考条带。
保留一份最常用的DNA 标准分子标记。两组有用的DNA 标准标记分别为(bp): λ/ Hind Ⅲ: 23, 130, 9416, 6557, 4361, 2322, 2027, 564, 125
ФX174/ Hae Ⅲ: 1353, 1078, 872, 603, 310, 281, 271, 234, 194, 118, 72
样式
中型胶盒vs 小型胶盒。小型胶用于监测酶切进程或者查看质粒抽提的质量,这是DNA
胶的两种最大用途。小型胶相对中型胶的优势在于电泳结束的时间较快(不到1 小时,中型胶3~4 小时)以及所需DNA 较少。Southern
印迹在大一点的胶上做较好,因为信号可能较弱需要较多的DNA 。
制备型胶VS 分析型胶。分析型胶用来收集信息。在制备型胶上,感兴趣的DNA 将被取走。制备型胶通常比较大,可容纳大批的样品。一块制备型胶可能只在胶的上端有一个极大的孔。
分离试剂
琼脂糖或者聚丙烯酰胺:分离能力VS 分离范围!
琼脂糖(分离范围大)的使用已经标准化,适于分离200bp-50kb 分子,水平方式电泳。10000kb 的DNA 可采用脉冲电场凝胶电泳(PFGE) 。
用聚丙烯酰胺(分离能力好)来分离小的DNA 片段, 5bp-500bp, 通常制备成垂直式凝胶。碱性琼脂糖凝胶用来水解DNA
和分析单个DNA 链。使用碱性琼脂糖凝胶的原因通常是想查看cDNA 合成过程中第一步由逆转录合成的第一和第二条DNA
链的大小。往热的琼脂糖中加入碱液会水解琼脂糖,所以先以中性溶液制成胶,再在电泳前用新鲜配制的碱性电泳缓冲液平衡凝胶。
经化学修饰的低熔点琼脂糖在较低温度下融化(30’C 成胶, 65’C 融化) 。分辨力好于普通琼脂糖, 但不及聚丙烯酰胺。在冷库中跑电泳以防止琼脂糖凝胶的融解。低熔点琼脂糖很有用,因为有很多种方法从低熔点琼脂糖中回收DNA。
采用合适的琼脂糖浓度。见表2
表2 DNA 电泳所采用的胶浓度
种类成分分离范围
A琼脂糖(%)线性DNA 分子的有效分离范围(kb)
0. 360~5
0 .620 ~1
0.710~0.8
0 .97 ~0.5
1.26~ 0.4
1.54~ 0.2
2 .03~ 0.1
B丙烯酰胺(% )有效分离范围( 核昔酸对)
3. 5100 ~ 1000
5.080 ~ 500
8 .060 ~ 400
12 .040 ~ 200
20.010 ~ 100
A 选择般能分开你要分析的D N A 大小的琼脂糖浓度。
B 如果你感兴趣的DNA 小于1kb, 可用聚丙烯酰胺凝胶。
缓冲液
制胶和实际电泳采用同种缓冲液。
如果用水代替缓冲液来配胶(这是最常犯的错误之一),胶上几乎没有电导, DNA就会移动得很慢或者根本不移动。这时候需要重新配胶。
最常用于DNA 的缓冲液是TAE (Tris-醋酸- EDTA) 与TBE (Tris硼酸-EDTA),有时候也用TPE 。
用不同缓冲液来制胶、跑胶,结果有所不同。例如,双链线性DNA 片段在TAE 中比TBE 或者TPE 中迁移大约快15% ,而超螺旋DNA 的分辨率在TAE 中较好。
推荐使用TBE 。它具有最强的缓冲容量。
如果忘记在胶中加溴化乙锭,可以加到电泳缓冲液中。
表3 常用电泳缓冲液
缓冲液工作溶液高浓度贮液(每升)
Tris-乙酸(TAE)l X: 0.04 mol/L Tris- 乙酸
0.001 mol/L EDTA
50 X : 242 g Tris 碱
57.1 ml 冰乙酸
100 ml 0. 5 mol/L EDTA (pH 8.0)
Tris – 磷酸(TPE)1 x : 0. 09 mol/L Tris- 磷酸
0.002 mol/L EDTA
10 X : 108 g Tris 碱
15 .5 ml 85 %磷酸(1.679 g/ ml)
40 ml 0.5 mol/L EDTA (pH 8 .0)
Tris-硐酸a(TBE)0.5X: 0.045 mol/L Tris -绷酸
0.001 mol/L EDTA
5 X: 54 g Tris 碱
27 .5 g 硐酸
20 ml 0.5mol/L EDTA (pH 8.0)
碱b1 X : 50 mN NaOH
1 mmol/L EDTA
1 x: 5 ml 10 N NaOH
2 ml 0.5 mol/L EDTA (pH 8.0)
a 高浓度TBE 长时间储存会产生沉淀。为避免产生沉淀,储存5 X 溶液于玻璃瓶,室温, 丢弃任何有沉淀的批次。TBE 的琼脂糖凝胶电泳最初采用1 X 的工作强度(即1:5 稀释高浓度贮液),但是0.5 x 的工作溶液能提供足够的缓冲能力。现在几乎所有的琼脂糖凝胶电泳都以1:10 稀释贮液来进行。TBE 的聚丙稀酰胺凝胶电泳是用1 X 工作强度进行的,是通常琼脂糖凝胶电泳强度的两倍。用于聚丙稀酰胺电泳垂直槽的缓冲液的贮备液很小,而穿过其中的电流量很大。需要1 X TBE 来提供足够的缓冲能力。
b 碱性电泳缓冲液应该新鲜配制。
电源
电压的使用。随着电压的增大,琼脂糖凝胶的分辨有效范围减小。为获得大于2kb的DNA 片段的最佳分辨率,以5V/cm
或者更低的电压进行电泳(两个电极之间的距离,cm) 。5-10 V/cm 可适用于大多数的胶。对一些缓冲液来说, 100 V 大约是50 mA 。
如果电泳过夜,总电压可以是20-25 V 。可以在第二天早上调高电压。
采用稳功率而不是稳压或者稳流可以防止大的电压峰或者产生过热。
以比普通胶慢得多的速度电泳低熔点胶,避免产热。
染色
胶融化之后加入溴化乙锭。每10 ml 琼脂糖溶液加1 μI 10 mg/ml 的溴化乙锭。
并不一定要往缓冲液中加溴化乙锭,可以在电泳后染色,胶体中的溴化乙锭已足够看到大多数条带。
分析
胶中的DNA 可以通过紫外透视灯观察。
戴手套,把胶平放在塑料薄膜上。可以用一个托架或者盘子来移取胶/塑料薄膜,但是托盘将会吸收过多的紫外线,可能看不到染色较浅的条带。
没有经RNA 酶处理的DNA 胶经常可以看到在胶的底部类似扩散条带的tRNA 。
为什么会有这么多的DNA 条带?即未被酶切的质粒DNA 可能在胶上呈现不止一条。
因为超螺旋环形(未被酶切) 、带切口环形(部分酶切)以及线性(完全酶切) DN在胶上以不同速度迁移,因此一个未完全酶切的DNA 可能显示三条不同的条带。
很难预测哪一条带是哪一个DNA, 因为琼脂糖浓度、电流强度与缓冲液类型都有一定影响,但是一般来讲,超螺旋DNA 像一颗致密子弹一样穿过凝胶,跑得最快,线性及切口DNA 紧随其后。
制胶
琼脂糖凝胶
DNA 胶现配现用。事先配制的胶可以储存在电泳缓冲液中或者包在塑料薄膜中, 置于冰箱过夜。
利用稀释后的10X 贮液和琼脂糖来制胶。在三角烧瓶中配制所需的量,或者在玻璃瓶中配制足以制成几块的胶。琼脂糖会固化,但是可以在微波炉中重新融化。储存琼脂糖/缓冲液"溶液"于室温。
琼脂糖有几个级别。越纯(越昂贵)污染的蛋白质越少,盐类与其他多糖等污染物也越少。也有适于分离不同大小核昔酸的琼脂糖。如果需要回收DNA, 使用你能承受的最贵的琼脂糖,因为污染物可能抑制酶活性,成为成功克隆的主要障碍。
微波炉加热
把盖子松松地放在瓶子上,必须能让空气流出,否则瓶子有可能爆炸。如用的是烧瓶,用大一点的,减少暴沸的可能。你可以让口开着或者用塑料膜松松地扎在开口上,不要用铝箔!
把微波炉调到高温。新鲜配制的琼脂糖比固化的琼脂糖需要更长的加热时间。100 ml 可能需要3~5mm,更多的话大约6-l0min 。
1 min 后,停掉微波炉,戴着手套抓住瓶子,摇转瓶子及其内容物。混合均匀的东西加热得更快更平稳。
把瓶子放回微波炉中再加热。1 min 后停止,摇匀。
再把瓶子放回微波炉加热,直到即将沸腾。
用夹子或者耐热手套取出瓶子。
待琼脂糖冷却,直到能用手触摸。倒胶之前摇匀。如果发现部分琼脂糖已经开始固化,用微波炉稍稍加热一下。
使用时加样量不同
10*的染料会比6*的多一种,即二甲苯腈蓝FF,它跑在溴酚蓝后面
百科上说:
二甲苯腈蓝FF则与4 kbp的双链线状DNA的迁移速度相等。
6Xloading buffer是用来上样的;10Xloading buffer是stop buffer,是停止酶促反应的,如果一定要用10Xloading buffer的上样当然也可以,唯一要注意的是:10Xloading buffer中多了一样SDS,它会使酶类如taq酶变性,以PCR产物为例,在电泳泳道上会产生一片弥散,如果电泳跑的距离短,和多出来一条带没有什么区别(大概1000bp左右)。
10*的染料会比6*的多一种,即二甲苯腈蓝FF,它跑在溴酚蓝后面</ol>百科上说:
二甲苯腈蓝FF则与4 kbp的双链线状DNA的迁移速度相等。6Xloading buffer是用来上样的;10Xloading buffer是stop buffer,是停止酶促反应的,如果一定要用10Xloading buffer的上样当然也可以,唯一要注意的是:10Xloading buffer中多了一样SDS,它会使酶类如taq酶变性,以PCR产物为例,在电泳泳道上会产生一片弥散,如果电泳跑的距离短,和多出来一条带没有什么区别(大概1000bp左右)。