上样为什么值得单独讲
上样是电泳中最容易被当作“熟练动作”忽略的一步。但条带弥散、拖尾、漂移、甚至整条泳道无信号,追溯上去常常是上样环节出了问题——样品体积太大撑爆孔、loading buffer 比例不对导致密度不够样品飘出、枪头刺破孔底让样品漏到胶下面。
本文从样品准备、上样操作、孔形检查三个维度系统梳理,配合常见失败排查。
上样前:样品准备
loading buffer 的作用与选择
loading buffer(上样缓冲液)的核心成分是甘油或蔗糖(增加密度让样品沉入孔底)和指示染料(溴酚蓝、二甲苯青等用于追踪电泳进度)。没有 loading buffer 的样品密度与电泳缓冲液接近,加入孔中会向上扩散飘出。
| loading buffer 类型 | 指示染料 | 迁移位置 | 适用片段 |
|---|---|---|---|
| 6× DNA Loading Dye | 溴酚蓝 | 约 300 bp(1% 胶) | 通用 |
| 6× DNA Loading Dye | 溴酚蓝 + 二甲苯青 | 二甲苯青约 4 kb | 通用,两个指示标记 |
| 5× Orange G Loading Dye | Orange G | <50 bp | 小片段,不干扰目标条带 |
混合比例:6× loading buffer 与样品按 1:5 混合(如 10 μL 样品 + 2 μL 6× loading buffer),最终为 1× 浓度。比例过高(如加了 1/3 体积)会让甘油粘度过大、加样困难;过低则密度不够,样品可能飘出。
上样量计算
上样量不是“越多越好”。总质量过高会导致条带拖尾、弥散;过低则看不到条带。
| 目的 | DNA 推荐上样量(每孔) |
|---|---|
| 酶切鉴定(染色可见) | 200-500 ng |
| PCR 产物检查 | 100-300 ng |
| Marker | 3-5 μL(按说明书) |
| 回收纯化 | 500 ng - 1 μg |
体积控制:10-15 μL 比较合适于常规加样孔(约 1 mm 厚 × 5 mm 宽)。体积超过 20 μL 时容易溢出孔口,需用宽孔梳子或减少体积。
样品处理
| 样品类型 | 处理方法 |
|---|---|
| 高盐样品 | 乙醇沉淀后用 TE 溶解,或使用纯化柱脱盐 |
| 黏稠样品 | 65°C 加热 5 min 后冰上放置 2 min,轻柔混匀 |
| PCR 产物直接上样 | 确认引物二聚体不干扰目标条带 |
| 限制性酶切产物 | 65°C 灭活酶 10 min(如有热敏酶),可直接上样 |
| 低浓度样品 | 减少 loading buffer 比例或先用乙醇沉淀浓缩 |
上样操作:手法与关键点
标准加样步骤
- 准备:将凝胶放入电泳槽,加入电泳缓冲液(TAE 或 TBE),液面刚没过凝胶约 1-2 mm
- 混合:样品与 6× loading buffer 按 5:1 混合,轻柔吹打均匀
- 吸样:用细枪头(10 μL 或 200 μL 枪头均可,关键是稳定)吸取样品
- 定位:枪头对准加样孔中心,垂直于凝胶面,手臂找一个稳定的支撑点
- 插入:枪头尖轻轻插入孔底,不要用力戳——感到轻微触底即可
- 加样:缓慢推出样品(约 2-3 秒),让样品沉入孔底
- 停留:推出后保持 1-2 秒,让样品完全沉降
- 抬起:垂直抬起枪头,不要左右晃动
- 静置:所有孔加完后等待 10-30 秒,让样品充分沉降后再通电
关键操作要点
- 枪头不要触壁:触碰孔壁会导致样品挂壁,部分样品粘在胶壁上不进入孔底
- 不要过快:快速推出会产生湍流把样品带出孔外
- 不要刺穿孔底:孔底胶很薄(约 2-3 mm),用力过大直接刺穿后样品漏到缓冲液中
- 加样时手要稳:抖动会导致枪头在孔内晃动,破坏孔形
- 缓冲液液面合适:太多会让样品从顶部飘出;太少则孔口暴露,样品不连续
孔形检查:上样前必须确认
加样前先检查孔是否完整可用,否则操作再标准也没用。
| 问题 | 外观 | 原因 | 处理 |
|---|---|---|---|
| 孔壁破损 | 梳齿拔出时撕裂 | 拔梳子太快或方向不对 | 重新制胶 |
| 孔底漏 | 孔底有裂缝或孔洞 | 胶浓度太低或倒胶后震动 | 重新制胶 |
| 气泡 | 孔内有可见气泡 | 倒胶时混入气泡 | 用枪头轻挑出或重制 |
| 孔不直 | 梳齿歪斜 | 梳子没插正 | 拔出重新插入或重制 |
| 孔干燥 | 孔内壁发白 | 凝胶放置时间过长,缓冲液蒸发 | 浸入缓冲液 5 min 恢复 |
拔梳子技巧:倒胶后等凝胶完全凝固(室温 30-45 min),拔梳子时垂直向上、匀速拔出。快速或倾斜拔会撕裂孔壁。
常见上样失败排查
1. 样品从孔中飘出
现象:加样后看不到蓝色样品沉入孔底,或加样后样品立即消失。
原因:
- loading buffer 比例不对(甘油浓度不够)
- 样品含盐量高,密度大但没有 loading buffer 配合
- 缓冲液液面太高,从顶部冲走
- 枪头没有插入孔底
处理:确认 loading buffer 为 1× 终浓度;降低缓冲液液面至刚没过胶面;加样时枪头尖插入孔底。
2. 加样后样品扩散
现象:加样时看到样品进入孔底,但通电前样品向上扩散。
原因:
- loading buffer 甘油/蔗糖不够
- 样品体积过大稀释了 loading buffer 的密度
- 样品温度高(刚从 65°C 加热后未冷却)
处理:减少样品体积或增加 loading buffer 比例至 1×;加热处理的样品先室温放置 2 min 再加样。
3. 枪头刺穿孔底
现象:加样时感觉没有阻力,样品推出后看不到踪迹。
原因:枪头插入过深,刺穿孔底薄胶层。低浓度胶(<0.8%)尤其脆弱。
处理:换新胶。下次加样时枪头只插入孔深 2/3 处,感到轻微触底感即停止。
4. 条带弯曲微笑带
现象:电泳后条带呈 U 形(两侧向下弯曲)。
上样相关原因:
- 上样体积过大,样品在孔内过厚导致中间受力大
- 样品盐浓度高,中间离子多迁移慢
处理:减少上样体积;脱盐后再上样。
5. 条带拖尾弥散
现象:条带不锐利,向前后拖尾。
上样相关原因:
- 上样量过大(>1 μg DNA/孔)
- 样品未与 loading buffer 充分混匀
- 加样时枪头晃动破坏了样品的层流
处理:减少上样量至 200-500 ng;混匀时轻柔吹打 3-5 次;加样时手稳。
6. 泳道间交叉污染
现象:相邻泳道出现非特异条带或背景。
原因:加样时枪头碰到隔壁孔壁,或加样后样品溢出孔口。
处理:加样时枪头垂直对准孔中心;上样体积不超过孔容量的 80%;加样后等待 30 秒再通电。
上样操作速查
| 步骤 | 要点 |
|---|---|
| 样品 + loading buffer | 5:1 混合,终浓度 1× |
| 上样量 | 200-500 ng DNA / 孔 |
| 上样体积 | 10-15 μL 为佳,≤20 μL |
| 枪头位置 | 孔深 2/3 处 |
| 加样速度 | 缓慢推出,2-3 秒 |
| 加样后 | 等 30 秒再通电 |
| 缓冲液液面 | 刚没过凝胶 1-2 mm |
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