琼脂糖凝胶计算器
根据 DNA 大小推荐凝胶浓度并计算凝胶配制。
琼脂糖凝胶浓度参考表
| 凝胶浓度 | 分离范围（kb） | 最佳范围（kb） |
|---|---|---|
| 0.5% | 1–30 kb | 10–30 kb |
| 0.7% | 0.8–12 kb | 5–10 kb |
| 1% | 0.5–10 kb | 3–7 kb |
| 1.2% | 0.4–7 kb | 2–5 kb |
| 1.5% | 0.2–4 kb | 0.5–3 kb |
| 2% | 0.1–3 kb | 0.2–1.5 kb |
| 3% | 0.05–1 kb | 0.1–0.5 kb |
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功能简介
琼脂糖凝胶计算器支持两个方向的计算：给定目标 DNA 大小时推荐凝胶浓度并给出有效分离范围；给定浓度和体积时计算需要称取的琼脂糖粉和缓冲液用量。页面同时提供基于经典分子克隆实践的浓度与可分辨片段范围对照表。它回答的正是实验台前最常出现的两个问题——该配多少浓度的胶、要加多少粉。
原理与公式
琼脂糖形成含水网状结构，浓度越高孔径越小；DNA 在其中迁移的速率大致随片段长度的对数减小。因此低浓度凝胶（约 0.5%）能把 1–30 kb 的大片段分开，高浓度凝胶（可达 3%）则能分辨约 50–1000 bp 的小片段；一旦超出适用范围，片段要么在前沿挤在一起，要么在加样孔附近几乎不分离。配胶则是简单的质量体积计算：琼脂糖质量（g）= 浓度% × 体积（mL）/ 100，因此 1% 凝胶就是每 100 mL 电泳缓冲液加 1 g 琼脂糖；由于粉末本身体积可忽略，缓冲液体积按凝胶体积计。
演算示例
输入目标大小 0.3 kb（即 300 bp 的菌落 PCR 产物），计算器推荐 1.5% 凝胶，有效分离范围 0.2–4 kb；若需要区分 300 bp 与 350 bp，改用 2% 或 3% 可在小片段端进一步提高分辨率。切换到配胶模式，输入 1.5% 与 80 mL，得到 1.5 × 80 / 100 = 1.2 g 琼脂糖溶于 80 mL 1× TAE 或 TBE。对最常见的 1%、100 mL 凝胶，同样算法正好得到 1 g。
适用场景
筛查几百 bp 的菌落 PCR 产物时，1.5%–2% 凝胶能让条带与引物二聚体前沿明显分开，而默认的 1% 凝胶会让它们靠得很近。检查跨越数 kb 的质粒酶切结果时，0.7%–1% 凝胶可以把大片段分开，而不是让它们堆积在加样孔附近。需要切胶回收时，配胶模式能算出配制更厚、体积更大凝胶所需的粉与缓冲液，便于使用宽加样孔并干净地切下目标条带。
常见问题
- 500 bp 的片段该用多少浓度的琼脂糖凝胶？
- 通常选择 1.5%–2%，这两个浓度都能分辨几百 bp 的片段，且电泳时间适中。1% 凝胶同样能看到条带，但相邻大小较难区分，所以只要需要分辨相近的小片段，就应提高浓度。
- 配 1%、100 mL 的凝胶需要多少琼脂糖粉？
- 1 克，因为这里的百分比是质量体积比，1% 即每 100 mL 加 1 g。应把粉称入缓冲液中而非反向操作，加热至完全溶解、看不到透镜状颗粒，待溶液冷却到约 60 °C 再加染料并倒胶。
- 为什么大片段 DNA 在高浓度凝胶上跑不开？
- 因为孔径太小，大分子难以有效穿行，超出凝胶适用范围的片段迁移都极慢，在加样孔附近堆成一条难以分辨的条带。解决办法是换用更低浓度的凝胶；对超过约 30 kb 的片段，则需要降低电压、延长电泳时间，或改用脉冲场电泳。
- 琼脂糖凝胶该用 TAE 还是 TBE 缓冲液？
- TAE 缓冲能力较弱，但对大片段的分辨率和迁移率更好，且切胶回收后对酶反应干扰更小，因此是克隆工作的默认选择。TBE 缓冲能力更强，在长时间或高电压电泳中对小片段分辨更佳，但硼酸可能残留并抑制下游酶反应。