核酸(DNA/RNA)在碱性条件下带负电荷,而多数染料分子(如溴化乙锭、GelGreen)带正电荷,两者通过静电吸引结合。这种结合使染料嵌入核酸碱基对之间或吸附于双链表面,形成稳定的复合物。
染料分子通常含芳香环结构(如苯环、吡啶环),能够吸收紫外线或蓝光并发射荧光。未结合核酸时,染料荧光较弱;与核酸结合后,其荧光强度显著增强(可达50倍以上),从而通过紫外或蓝光激发实现可视化检测。
除电荷作用外,氢键和疏水作用也参与结合过程。染料分子的极性基团与核酸碱基形成氢键,疏水部分则与碱基的疏水区域相互作用,进一步稳定复合物。例如,GelGreen通过独特的分子设计实现高灵敏度且低背景噪声的检测。
1. 传统染料(如溴化乙锭)
通过嵌入DNA双链碱基对间,但存在细胞毒性和致突变风险。
2. 新型安全染料(如GelGreen)
采用水溶性荧光探针设计,无需嵌入即可结合,无毒性且兼容蓝光/紫外激发系统。
- 泡染法:电泳后浸泡染色,减少对核酸迁移的干扰,适合大片段分离。