实验指南

琼脂糖凝胶怎么配?浓度选择、制胶步骤与常见失败排查

琼脂糖凝胶配制看似简单,但缓冲液浓度用错、水分蒸发没补、倒胶气泡、梳子位置不合适都会直接毁掉电泳结果。本文给出按片段大小选择凝胶浓度的速查表、标准制胶步骤、每步的关键控制点,以及胶不凝固、胶脆、孔底漏胶、条带拖尾等常见失败的对应处理。

更新于 2026-09-21 5 分钟
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先选浓度:这是唯一不能凭习惯决定的一步

胶浓度决定孔径,孔径决定分离范围。浓度选错时,后面所有操作都救不回来。

琼脂糖浓度最佳分离范围典型用途
0.5%1-30 kb大片段、基因组 DNA 检查
0.8%0.5-10 kb常规质粒、PCR 产物(默认选择)
1.0%0.25-8 kb常规 PCR 产物、酶切鉴定
1.5%0.2-4 kb小片段、菌落 PCR
2.0%0.1-2 kb小片段精细分离
2.5-3.0%50-500 bp极小片段、需要高分辨时

判断方法:目标片段在范围上限附近时分离度最好。例如一个 3 kb 的片段,用 0.8% 或 1.0% 都可以;如果同时要看 500 bp 和 200 bp 的差异,就需要 1.5%-2.0%。

不同浓度下条带位置与分辨率的对比,见 核酸电泳胶浓度怎么选。

二、标准制胶步骤

准备

  1. 算出所需胶量:胶体积 = 制胶槽长 × 宽 × 胶厚。常用小胶槽(约 7 × 10 cm、厚 5 mm)需要约 35-40 mL;
  2. 确认缓冲液是 1× 工作液:TAE 或 TBE 母液必须稀释到 1× 再用于配胶,用错浓度会导致胶不凝固或电泳异常;
  3. 称量琼脂糖:按体积和浓度称,例如 40 mL 的 1% 胶需要 0.4 g。

操作

称量琼脂糖 → 加入 1× 缓冲液 → 微波加热至完全溶解
→ 冷却至约 60°C → 加核酸染料 → 灌胶 → 插梳子 → 室温凝固 20-30 分钟

逐步要点:

  1. 加热溶解:微波炉中火间断加热,每 20-30 秒取出摇匀一次,直到溶液完全透明无颗粒。煮沸溢出是常见事故,容器不要装超过一半体积;
  2. 补足蒸发水分:加热过程会蒸发水分,用去离子水补回到原体积。这一步最容易被跳过,而它正是”同一浓度配出来分离效果不稳定”的原因;
  3. 冷却到 60°C 左右:手感是能握住容器但明显烫。温度过高会损伤核酸染料、也会让制胶槽变形;
  4. 加入染料:按说明书比例加入预染型染料(如 GelRed、SYBR Safe)。EB 等致癌性染料必须戴手套并在通风处操作,染料选择与用量见 核酸染料参考;
  5. 灌胶:缓慢、连续地从一角倒入,避免产生气泡。如果有气泡,用枪头或移液枪轻轻推到边缘;
  6. 插梳子:梳子从一端倾斜插入,避免带入气泡。梳齿离底板留 0.5-1 mm,完全贴底会导致孔底漏液、样品流失;
  7. 凝固:室温静置 20-30 分钟至完全凝固(胶体由透明变为微乳白,轻触不粘手)。低浓度胶需要更长时间。

凝固后

  • 小心垂直拔出梳子,避免撕裂孔壁;
  • 将胶连同托盘放入电泳槽,加入没过胶面 2-3 mm 的 1× 缓冲液;
  • 若不能立即跑胶,可连同缓冲液 4°C 短存,但不要干放。

上样前的检查项见 核酸电泳上样前要检查哪些细节,电泳条件见 电泳电压和跑胶时间怎么设。

三、常见失败与对应处理

现象最常见原因处理方式
胶长时间不凝固缓冲液用了母液(如 10×)、琼脂糖过期或受潮、浓度配错用 1× 工作液重配,更换新琼脂糖
胶很脆、易碎浓度过高、缓冲液离子强度异常、凝固时间不足降低浓度,确认缓冲液为 1×,延长凝固时间
孔底漏胶、样品流失梳齿贴底太紧、胶未完全凝固就拔梳子重新插梳子留 0.5-1 mm 间隙,延长凝固时间
胶内有气泡灌胶过快、加热后未消泡、倒胶时有气流灌胶前静置消泡,缓慢倒胶并把气泡推向边缘
条带拖尾、弥散胶浓度过低、缓冲液重复使用过多次、电压过高提高浓度,更换缓冲液;详见 条带拖尾弥散排查
条带弯曲或笑脸电压过高、缓冲液老化、胶厚不均降低电压,重配缓冲液;详见 笑脸条带怎么办
孔壁破损、条带起步不齐拔梳子拉扯、上样枪头戳破孔壁垂直拔梳,上样时枪头贴孔壁缓慢注入

四、容易被忽略的三个细节

1. 缓冲液种类影响分辨率

  • TAE:缓冲能力弱但分辨率好,适合需要回收 DNA 的场景(大片段分离更清晰);
  • TBE:缓冲能力强、适合长时间跑胶和小片段高分辨,但硼酸会影响后续酶反应,回收后需纯化。

选择逻辑与电泳缓冲液配制见 电泳缓冲液和上样条件怎么检查 与 缓冲液配方查询。

2. 缓冲液重复使用有次数上限

同一份电泳缓冲液重复使用会累积离子消耗和杂质,表现为条带变钝、分辨率下降、pH 漂移。建议同一份缓冲液使用不超过 2-3 次,出现条带变形或跑速变慢就更换。

3. 胶厚影响灵敏度与分辨率

胶越厚,上样体积可以越大、灵敏度越高,但分辨率下降、染色和脱色时间都要延长。需要高分辨时用薄胶配小体积上样,需要检测微量样品时用厚胶。

五、配胶量的快速计算

需要的琼脂糖质量按下式计算:

琼脂糖质量(g) = 胶体积(mL) × 浓度(%)

例如:

胶体积0.8%1.0%1.5%2.0%
30 mL0.24 g0.30 g0.45 g0.60 g
40 mL0.32 g0.40 g0.60 g0.80 g
50 mL0.40 g0.50 g0.75 g1.00 g
100 mL0.80 g1.00 g1.50 g2.00 g

需要把缓冲液母液稀释成工作液时,用 缓冲液配制计算 算出母液和水的体积比例。

六、什么时候需要重新配胶

  • 胶出现明显气泡、裂纹或孔壁破损;
  • 胶放置超过一天(尤其已脱水的胶),孔径和含水量已改变;
  • 配置过程中水分蒸发未补,实际浓度高于目标值;
  • 缓冲液浓度存疑(例如不确定是否稀释到 1×);
  • 同一批胶连续两次出现条带异常,且已排除样品和上样问题。

凝胶跑完后如何染色、成像以及短期保存,见 凝胶染色与成像完整指南 和 电泳结果保存问题。

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