工作原理

• 生物大分子如蛋白質、核酸等在一定的 pH 值條件下會帶上電荷，在電場的作用下，這些帶電粒子會向著與其所帶電荷相反的電極移動。

• 不同分子由于其大小、形狀和所帶電荷的不同，在電場中移動的速度也不同，從而實現分離。例如，在蛋白質電泳中，SDS - PAGE（十二烷基硫酸鈉 - 聚丙烯酰胺凝膠電泳）可使蛋白質亞基按分子量大小分離，分子量小的蛋白質在凝膠中移動速度快，分子量大的則移動慢。在核酸電泳中，DNA 或 RNA 分子在瓊脂糖凝膠中按分子量大小分離，小片段核酸遷移速度快，大片段則遷移慢。

操作步驟

1. 準備工作

• 選擇合適的電泳槽和凝膠：根據實驗目的和樣品類型，選擇垂直電泳槽或水平電泳槽，以及相應的聚丙烯酰胺凝膠或瓊脂糖凝膠。例如，蛋白質電泳常用垂直電泳槽和聚丙烯酰胺凝膠，核酸電泳常用水平電泳槽和瓊脂糖凝膠。

• 配制緩沖液：根據實驗要求，配制合適的電泳緩沖液，如用于核酸電泳的 TAE（Tris - 醋酸 - EDTA）緩沖液或 TBE（Tris - 硼酸 - EDTA）緩沖液，用于蛋白質電泳的 Tris - 甘氨酸緩沖液等。

• 處理樣品：將待分析的生物樣品進行適當處理，如蛋白質樣品可能需要進行變性、還原等處理，加入適量的上樣緩沖液，使樣品中的蛋白質帶上一定的電荷并具有合適的比重，以便在電泳時能夠沉入加樣孔。核酸樣品則需加入含指示劑的上樣緩沖液，便于觀察電泳過程。

2. 安裝電泳槽和凝膠

• 安裝電泳槽：按照電泳儀的說明書，正確安裝電泳槽，確保電極連接良好，電泳槽密封不漏液。

• 放置凝膠：將制備好的凝膠放入電泳槽中，注意凝膠的位置要正確，并且與電極之間的距離要合適。對于垂直電泳槽，要確保凝膠垂直放置且與上下電極槽中的緩沖液充分接觸；對于水平電泳槽，要將凝膠平放在電泳槽底部的平臺上，并加入適量的緩沖液覆蓋凝膠。

3. 加樣

• 將樣品加入加樣孔：使用微量移液器將處理好的樣品小心地加入到凝膠的加樣孔中。注意不要將樣品溢出加樣孔，也不要產生氣泡，以免影響電泳結果。一般從凝膠的一側開始依次加樣，同時要注意加入適量的 Marker（分子量標準），用于判斷樣品的分子量大小。

4. 連接電源并開始電泳

• 連接電源：將電泳槽的電極與電泳儀的電源輸出端正確連接，注意正負極不要接反。通常紅色插頭連接正極，黑色插頭連接負極。

• 設置電泳參數：根據實驗要求和凝膠類型，設置合適的電泳電壓、電流和時間等參數。例如，瓊脂糖凝膠電泳分離 DNA 片段時，一般采用 5 - 10V/cm 的電壓，電泳時間根據 DNA 片段大小和凝膠濃度而定，通常為 30 分鐘到數小時不等；蛋白質 SDS - PAGE 電泳一般先以較低電壓（如 80V）進行濃縮膠電泳，待樣品進入分離膠后，再升高電壓（如 120V）進行分離膠電泳，電泳時間約 1 - 2 小時。設置好參數后，啟動電泳儀開始電泳。

5. 觀察和記錄電泳結果

• 觀察電泳過程：在電泳過程中，可以通過電泳槽的透明窗口觀察樣品的遷移情況。通常可以看到樣品中的指示劑（如溴酚藍）隨著電場的作用向正極移動，當指示劑移動到凝膠的適當位置時（如距離凝膠末端 1 - 2cm 處），即可停止電泳。

• 記錄結果：電泳結束后，關閉電源，取出凝膠。對于核酸凝膠，可以使用凝膠成像系統進行拍照記錄，在紫外燈下觀察 DNA 或 RNA 條帶的位置和亮度，分析核酸樣品的大小和含量等信息。對于蛋白質凝膠，可以通過考馬斯亮藍染色、銀染等方法對蛋白質進行染色，然后觀察蛋白質條帶的分布情況，分析蛋白質的分子量、純度等。也可以使用專門的圖像分析軟件對電泳結果進行定量分析。

6. 清潔和整理

• 清潔電泳槽和電極：使用完畢后，及時將電泳槽和電極從電泳儀上取下，用去離子水沖洗干凈，去除殘留的緩沖液和凝膠碎片等雜質。對于可重復使用的電泳槽和電極，要按照說明書進行保養和存放，以備下次使用。

• 整理儀器和試劑：將電泳儀的電源關閉并拔掉插頭，整理好實驗臺，將剩余的試劑和耗材放回指定位置，保持實驗室的整潔和儀器設備的良好狀態。