Running an Agarose Gel - University of Leicester
Summary
TLDRThis video explains the preparation and use of agarose gels in molecular biology for the separation and purification of nucleic acid fragments. It covers the process of mixing agarose powder with buffer, heating the mixture, and pouring it into a gel tray. The gel's concentration affects the separation of smaller or larger DNA fragments during electrophoresis. Important safety tips are provided when using ethidium bromide, a commonly used mutagenic stain. The procedure includes cooling the gel, adding a comb to form sample wells, and ensuring proper solidification before use.
Takeaways
- 🧪 Agarose gels are used in molecular biology to separate and purify nucleic acid fragments.
- 🔦 The fragments are made visible under ultraviolet light using staining techniques.
- 🧫 Samples are loaded into gel wells and separated by size through the application of an electric current.
- 📏 Agarose gels can separate fragments ranging from approximately 0.2 to 20 kilobases.
- ⚖️ The concentration of agarose in the gel (0.6%-3%) depends on the size of the fragments being separated; higher concentrations are better for smaller fragments.
- 🌡️ To make agarose gel, agarose powder and buffer solution are mixed and heated until the agarose dissolves completely.
- 🧤 Always handle the mixture with gloves during heating to avoid burns, and ensure the container is large enough to prevent overflow.
- 🔬 Ethidium bromide is commonly used to stain nucleic acids, but it is mutagenic and carcinogenic, requiring careful handling.
- 🧴 After the gel solidifies (around 20 minutes), remove the comb to create wells for loading the samples.
- ⏳ The gel solidifies when it turns from transparent to opaque; it must not be disturbed during this process to ensure uniform thickness.
Q & A
What is the primary use of agarose gels in molecular biology?
-Agarose gels are primarily used in molecular biology for the separation and purification of nucleic acid fragments.
How can nucleic acid fragments in agarose gels be visualized?
-Nucleic acid fragments can be visualized under ultraviolet light after staining.
How are the samples introduced into the agarose gel?
-Samples are loaded into pockets, or wells, in the gel and separated by size using an electric current.
What is the typical size range of fragments that can be separated using agarose gel?
-The size of fragments that can be separated using agarose gel typically ranges from 0.2 to 20 kilobases.
How does agarose concentration in the gel affect fragment separation?
-Higher agarose concentrations help separate smaller fragments, while lower concentrations are better for separating larger fragments.
What are the main components of agarose gel?
-The two main components of agarose gel are agarose, which is a white powder, and a buffer solution.
What is the process for preparing agarose gel?
-Agarose is mixed with buffer solution and heated until the agarose fully dissolves. The solution is then cooled to around 60°C before pouring.
What precautions should be taken when using ethidium bromide as a stain?
-When using ethidium bromide, gloves should always be worn as it is a mutagen and carcinogen. Care must be taken to avoid contamination.
How is the gel solidified after pouring?
-The gel is poured into a tray with a comb to form wells, then left to solidify for about 20 minutes until it turns opaque.
What should be done if bubbles form during gel pouring?
-If bubbles form, they should be moved aside with a disposable pipette tip, particularly near the comb, to avoid affecting the well shape.
Outlines
🔬 Agarose Gels in Molecular Biology
Agarose gels are crucial tools in molecular biology, primarily used for the separation and purification of nucleic acid fragments. These fragments become visible under ultraviolet light after staining. Samples are loaded into gel wells and separated by size using electric current. Agarose gels can separate fragments ranging from 0.2 to 20 kilobases in size. The concentration of agarose, which varies between 0.6-3%, affects the separation process—higher concentrations are used for smaller fragments, while lower concentrations are ideal for larger ones. The gel preparation requires two main components: agarose, a white powder, and a buffer solution. The mixture is heated to create the gel.
🧪 Preparation of Agarose Gel
To make agarose gel, the correct amount of agarose and buffer solution is measured based on the desired gel size and concentration. The agarose is mixed with the buffer solution, ensuring the mixture is lump-free, and then heated in a microwave until the agarose fully dissolves. During heating, it's important to use a container large enough to prevent the solution from boiling over, with a loosely placed lid to avoid pressure buildup. The solution should be stirred periodically while wearing protective gloves, as overheating can cause sudden boiling. Full dissolution is indicated by the solution becoming completely transparent. Once dissolved, the mixture should cool to around 60°C to avoid damaging the gel container while keeping the gel in liquid form.
🎨 Adding Dye to Agarose Gel
Once cooled, a dye is added to the molten gel to visualize nucleic acid fragments after separation. Common dyes include Sybr Green, though the most frequently used is ethidium bromide. When using ethidium bromide, precautions are necessary as it is a mutagen and carcinogen, capable of entering the body through skin or inhalation. It is vital to change gloves immediately after handling ethidium bromide to prevent contamination of other lab equipment.
🛠️ Pouring the Agarose Gel
To pour the gel, the ends of the gel tray need to be sealed, typically using masking tape, to prevent leakage. The tape should extend beyond the tray's edges and be pressed down firmly. The tray must be placed on a level surface to ensure an even gel thickness. A comb is inserted into the tray to create wells, or pockets, where nucleic acid samples will be loaded. Once the tray is prepared, the liquid gel is slowly poured in, and any air bubbles, especially around the comb, should be removed using a pipette tip.
⏳ Setting and Removing the Gel
Ensuring no bubbles remain near the comb is crucial for creating properly shaped wells. The gel solidifies over about 20 minutes, becoming opaque in the process. During this time, it is important to avoid moving the gel tray or touching the gel, as this could result in uneven thickness. Once the gel has set, the comb is carefully lifted straight up to avoid damaging the wells, and the masking tape is removed from the ends of the tray.
Mindmap
Keywords
💡Agarose Gel
💡Nucleic Acid Fragments
💡Electrophoresis
💡Agarose Concentration
💡Buffer Solution
💡EtBr (Ethidium Bromide)
💡Microwave Heating
💡Gel Casting
💡Comb and Wells
💡UV Light Detection
Highlights
Agarose gels are used in molecular biology to separate and purify nucleic acid fragments.
Fragments can be visualized under UV light after staining.
Samples are loaded into the gel pockets and separated by size using electric current.
Agarose gels can separate fragments ranging from 0.2 to 20 kilobases.
Gel concentration varies between 0.6% and 3%, depending on the size of the fragments to be separated.
Higher agarose concentrations improve separation of smaller fragments, while lower concentrations are better for larger fragments.
Agarose gels consist of two main components: agarose powder and buffer solution.
To prepare the gel, agarose is dissolved in the buffer by heating, ensuring it is fully dissolved and clear.
Incomplete dissolution of agarose can lead to uneven concentration in the gel, affecting the separation of nucleic acid samples.
The agarose solution should be cooled to 60°C before pouring to avoid damaging the gel tray.
Stains like Sybr Green or ethidium bromide are added to the gel to visualize the separated nucleic acid fragments.
Ethidium bromide is a mutagen and carcinogen, requiring gloves during use, and contaminated gloves must be discarded immediately.
Masking tape is used to seal the open ends of the gel tray before pouring the gel, which ensures an even thickness.
A comb is inserted into the gel tray to form pockets, which will later hold the nucleic acid samples.
Once the gel solidifies, the comb is carefully removed, and the gel is ready for use.
Transcripts
Az agaróz géleket a molekuláris biológiában
a nukleinsav-töredékek szétválasztására és tisztítására használják.
Festéssel a töredékek láthatóvá tehetők ultraibolya fényben.
A mintákat a gél zsebeibe töltjük,
és méret szerint szétválasztjuk
elektromos áram segítségével.
Az agaróz gélen szétválasztható töredékek mérete
kb. 0,2-20 kilobázis között van.
Az agarózból készíthető gélek
koncentrációja 0,6-3 % között változhat
a szétválasztandó töredékek méretétől függően.
A kisebb töredékek jobban szétválnak,
ha a gélben magasabb az agaróz koncentrációja.
Nagyobb töredékek szétválasztására pedig
a kisebb agarózkoncentráció alkalmas.
Az agaróz gélt két fő összetevő alkotja.
Az agaróz, amely egy fehér por,
és a pufferoldat.
Ezeket összekeverve kell melegíteni a gél elkészítéséhez.
GÉLKÉSZÍTÉS
Az agaróz gél elkészítéséhez
kimérjük a megfelelő tömegű agarózt,
és a megfelelő térfogatú pufferoldatot
a készítendő gél mérete és benne lévő agaróz koncentrációja alapján.
Keverjük el az agarózt és a pufferoldatot
csomómentesen az edényben.
Ezután melegítsük a keveréket mikrohullámú sütőben,
amíg az agaróz teljesen fel nem oldódik.
Figyeljünk arra, hogy az edény elég nagy legyen ahhoz,
hogy az oldat forrás közben
ne fusson ki belőle.
A fedelét lazán helyezzük rá,
hogy megelőzzük az oldat kifutását.
Nagyon fontos, hogy a fedél laza maradjon,
különben veszélyesen megnőhet a nyomás az edényben.
Melegítés közben időnként keverjük meg az oldatot.
Ehhez használjunk védőkesztyűt.
Az oldat túlhevülhet,
ezért keverés közben hirtelen felforrhat.
Az agaróz oldódása csak akkor teljes, ha tökéletesen átlátszó.
Ha az agarózt nem oldjuk fel teljesen,
a kész gélben a koncentráció nem lesz egyenletes,
és a nukleinsav minták nem válnak szét megfelelően.
Mikor az agaróz teljesen feloldódott,
hagyjuk lehűlni 60 Celsius fokra,
hogy a hő ne károsítsa a géltartályt,
de a gél még folyékony maradjon.
Mikor az agaróz lehűlt,
színezéket kell adni az olvadt gélhez,
ami majd láthatóvá teszi
a méret szerint szétválasztott nukleinsav-töredékeket.
Használhatunk Sybr Greent,
de a legjobb és leggyakoribb festék az etídium-bromid.
Etídium-bromid használatakor
mindig kesztyűt kell viselni,
mivel mutagén és karcinogén anyag,
amely a bőrön át és belélegezve is bejuthat a szervezetbe.
Etídium-bromiddal végzett munka után rögtön váltsunk kesztyűt,
hogy ne szennyezzük be a többi eszközt a laborban.
GÉLÖNTÉS
A géltálcáknak két nyitott vége van,
amelyeket le kell zárni, amíg a gél megszilárdul.
Ez maszkolószalaggal könnyen megoldható.
Vegyünk egy darab szalagot,
amely néhány centivel hosszabb,
mint a géltálca nyitott vége.
Hajtsuk be a szalag végét, hogy később könnyen el lehessen távolítani.
Ragasszuk a szalagot a tálca végére úgy,
hogy mindkét oldalon túlnyúljon rajta,
és szorosan simítsuk rá.
Végezzük el ugyanezt a másik végén is.
A gélöntés előtt tegyük a géltálcát vízszintes felületre,
hogy a gél vastagsága egyenletes legyen.
A géltálcába egy fésűt illesztünk.
A fésű mélyedéseket alakít ki, amelyeket zsebeknek nevezünk.
Ezekbe a zsebekbe fogjuk pipettázni a nukleinsav-mintákat.
Ha a géltálca vízszintes, és belehelyeztük a fésűt,
lassan öntsük a gélt a tálcába.
Egy eldobható pipettaheggyel
húzzuk félre az esetleges buborékokat.
Különösen fontos, hogy a fésű mellett ne maradjon buborék,
mert ez befolyásolhatja a zsebek alakját.
Kb. 20 percig tart, amíg a gél megszilárdul,
ezalatt átlátszóból opálossá válik.
Ezalatt ne mozgassuk a géltartályt,
és ne érjünk a gélhez,
különben a vastagsága nem lesz egyenletes.
Ha a gél megszilárdult, kivehetjük a fésűt.
Óvatosan fölfelé húzva, függőlegesen emeljük ki.
A kihúzás közben érezhető egy kis ellenállás.
Ezután távolítsuk el a maszkolószalagot a tálca végeiről.
5.0 / 5 (0 votes)