电泳速度与哪些因素有关:缓冲液电压凝胶决定分子迁移速率
深夜的分子实验室通风扇嗡嗡作响,盯着迟迟不移动的凝胶条带,实打实摸清了电泳速度与哪些因素有关,书本上的知识点太笼统,只有亲手跑废几次胶才能摸透真实的影响规律。
那天赶实验进度,全程想着快点出结果,配胶、上样都草草操作,通电后立马发现异常。固定好了常规电压,可核酸条带慢悠悠往前挪,平时二十分钟就能跑完的流程,拖了快四十分钟还没有跑完的迹象。一开始根本没怀疑耗材,反复检查电泳仪电极、电源线,擦拭电极金属触点,甚至更换了新的上样缓冲液,折腾半天速度依旧迟缓,浪费了整整一个多小时的实验时间,心态彻底被磨得烦躁。
折腾好久才反应过来,问题出在循环使用的电泳缓冲液上。
实验室为了节省耗材,TAE缓冲液会多次重复使用,反复通电之后,缓冲液的离子浓度会慢慢降低,导电性能大幅下降,电场的作用力变弱,带电的核酸分子受到的驱动力不足,电泳速度自然被大幅拖慢。换上新鲜配制的标准浓度缓冲液后,所有条件保持不变,条带瞬间恢复了正常的迁移速度,快慢差距肉眼看得清清楚楚。
本以为解决缓冲液的问题就万事大吉,为了补回耽误的时间,擅自调高了电泳电压,又立刻出现了新问题。电压拉高的瞬间,电泳速度飙升,原本应该分层清晰的样本条带,直接挤作一团、严重拖尾,完全失去了实验观测的价值。这才真切感受到电压的影响有多直接,电压越高,电场强度越大,带电粒子迁移速度就越快,可盲目提速只会毁掉整个电泳实验,速度和分离效果根本没法兼得。
凝胶浓度也会直接制约电泳速度。
后续重新配胶复测,分别用了1%和1.5%两种浓度的琼脂糖凝胶,相同电压、相同缓冲液的条件下,高浓度凝胶的孔隙更细密,大分子核酸穿行时受到的阻力成倍增加,迁移速度明显变慢。小片段核酸受影响偏小,但整体速率依旧低于低浓度凝胶,孔隙大小带来的阻力差异,是速度变化的核心原因之一。
除此之外,样本自身的分子大小和带电量也会改变跑动速度。分子量小、带电量充足的分子,在凝胶孔隙里穿行更顺畅,电泳速度更快;分子结构庞大、带电量弱的样本,行进阻力大,速度会持续偏慢。这也是同一块胶板上,不同样本条带永远不会同步移动的根本原因。
收尾收拾台面时,手上沾着未擦干净的凝胶碎屑,看着垃圾桶里几块跑废的凝胶,只觉得所有理论都抵不过实操里踩过的每一个坑。