它之所以被称为“水平”电泳，是因为其核心部件——凝胶（通常是琼脂糖凝胶或聚丙烯酰胺凝胶） 被水平放置在一个缓冲液槽中。整个装置称为水平电泳槽。

一、水平电泳基本原理

1、电泳原理：带电粒子（如DNA带负电）在电场中会向与其电荷相反的电极移动。

2、凝胶的筛分作用：凝胶是一种多孔介质，就像一张分子筛网。较小的分子可以更快地穿过凝胶的孔洞，而较大的分子则会受到更多阻力，移动较慢。

3、分离结果：经过一段时间通电后，混合物中的不同分子会根据其大小（分子量） 被分离开，在凝胶上形成不同的条带。分子量越小，条带距离起点（加样孔）越远。

二、水平电泳标准装置与流程

1、制胶：将熔化的琼脂糖溶液倒入模具中，插入梳子，冷却凝固后形成带有加样孔的凝胶板。

2、上样：将待测的DNA/RNA样本与一种有颜色的上样缓冲液混合，然后用微量移液器将混合液加入凝胶的加样孔中。上样缓冲液的作用是增加样本密度使其沉入孔底，并提供颜色指示电泳进程。

3、电泳：

（1）将凝胶板水平放入电泳槽。

（2）加入足量的电泳缓冲液（如TAE或TBE），刚好浸没凝胶表面（通常只需薄薄一层，因此也叫“潜水电泳”）。

（3）连接电源，DNA带负电，所以从阴极（负极，黑色）向阳极（正极，红色）移动。

（4）接通电源，施加恒定电压（通常为5-15 V/cm凝胶长度）。

4、检测：

（1）电泳结束后，关闭电源。

（2）将凝胶取出，放入含有核酸染料（如溴化乙锭、GelRed、SYBR Safe等）的溶液中进行染色。这些染料可以插入DNA双链中，在紫外光下发出荧光。

（3）Z后将凝胶放在紫外透射仪或蓝光透射仪下观察和拍照。DNA条带会显示为明亮的荧光带。

三、水平电泳特点与优势

1、操作简便：装置简单，制胶和上样相对容易。

2、成本低廉：相比垂直电泳，耗材和设备更便宜。

3、适用于大片段核酸：是分离DNA片段（范围通常在0.1kb至25kb） 的“金标准”方法。

4、易于回收：可以从凝胶中切下特定条带，用于DNA片段回收纯化。

5、用途广泛：用于DNA鉴定、PCR产物验证、限制性酶切分析、DNA定量和质粒检查等。

四、关键影响因素

1、凝胶浓度：琼脂糖浓度越高，凝胶孔径越小，分离小片段效果越好；浓度越低，则适合分离大片段。

2、电压：电压越高，电泳速度越快，但分辨率可能下降，产热也更多。

3、缓冲液类型与pH值：影响分子的电荷状态和迁移率。

4、核酸染料：有些染料（如溴化乙锭）需在电泳后染色，有些（如GelRed）可在制胶时加入。

五、总结

水平电泳是分子生物学实验室中Z基础、Z核心的技术之一。它利用电场驱动和凝胶筛分原理，以简单、经济、有效的方式，实现了对核酸分子（特别是DNA）按大小进行分离、分析和制备的目的。 虽然对于蛋白质和小片段核酸，分辨率更高的垂直电泳（SDS-PAGE）是更好的选择，但对于日常的DNA分析工作，水平电泳是实验室需要用到的仪器。