核酸染料在生物實驗中是不可或缺的一分子，尤其是在核酸檢測相關試驗中，所以核酸染料對於分子生物學相關專業的學生來說並不陌生，雖然核酸染料是在生物試驗中經常用到的，但對於核酸染料的特性、適用範圍、穩定性以及價效比等，我們又瞭解多少呢？下面就針對核酸染料的種類和和評價簡單說一下。
No.1
常見核酸染料的種類
目前國內科研實驗常以EB、SYBR、Gold View和Gel Red這幾種型別的核酸染料為主。
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Ethidium Bromide（EB，溴化乙錠）
在研究數以千計的實驗室殘留性有毒物質，最值得一提的就是溴化乙錠（EB；3, 8-二氨基-5-乙基-6-phenylphenanthridinium甲基溴），該物質的潛在的毒性作用已被大眾廣泛的認知。EB屬於核酸分子嵌入劑，通常用於分子遺傳學、DNA和染色質結構分析等研究中，特別是國內實驗室都在使用EB進行凝膠核酸電泳實驗的染色。
EB是應用較早的核酸著色物質，本身在紫外照射下不發光（或發光很微弱），但它能與單鏈或雙鏈DNA高效結合，結合後的複合物在紫外照射下（300 nm左右）會發出明亮的橙紅色熒光，從而便於觀察。因其便宜、靈敏度高且操作方便等特點，一直作為瓊脂糖核酸電泳最常用的熒光染料。
但隨著人們對EB特性認識的深入，瞭解到EB具有非常明顯的毒性及誘導遺傳物質（DNA）突變（致癌）的特性，導致現在很多人對其敬而遠之，後續也就隨之出現了多種以安全性為主打的無毒/低毒的核酸染料，俗稱EB替代染料。
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SYBR系染料
SYBR系列以Invitrogen品牌（現屬於Thermo Fisher旗下）最為出名，SYBR系核酸染料自推出以來，因其靈敏度和安全性而大受歡迎，成為該品牌的明星產品之一。耳熟能詳的SYBR Green I 熒光染料，SYBR Green I是一種結合於所有dsDNA雙螺旋小溝區域的具有綠色激發波長的染料。在遊離狀態下，SYBR Green I發出微弱的熒光，但一旦與雙鏈DNA結合後，熒光大大增強。因此，SYBR Green I的熒光訊號強度與雙鏈DNA的數量相關，可以根據熒光訊號檢測出PCR體系存在的雙鏈DNA數量。SYBR Green I 的最大吸收波長約為497nm，發射波長最大約為520nm，是最早應用於核酸檢測方面的EB替代染料。
不同種類的SYBR系核酸染料有不同的特點，如SYBR Green I 主要結合DNA，而SYBR Green II 主要結合RNA；SYBR Gold在靈敏度上有明顯的優勢；而SYBR Safe在安全性上則更勝一籌。
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Gel Red系染料
GelRed是一種靈敏、穩定和相對安全的熒光核酸染色試劑。它可以替代高毒性染色劑－溴化乙錠（EB），用於瓊脂糖凝膠或聚丙烯醯胺凝膠中dsDNA和ssDNA的染色。GelRed的靈敏度遠高於EB，並且不需要脫色。由於GelRed和EB有相同的光譜特性，因此用它替代EB時不需要更換成像系統。
GelRed既可用於預製凝膠也可用於電泳後染色。通常電泳後染色的靈敏度更高，並能排除染料對DNA遷移的干擾。使用GelRed進行電泳後染色，操作簡單不需要脫色和特殊溶液。只要將染料稀釋在0.1M NaCl中，並將凝膠置於染色液中，30分鐘後就可以觀察。染色液在室溫下極為穩定，可以多次反覆使用。相比而言，預製凝膠由於不需要額外染色過程，因此染料用量更少，更為簡單經濟。
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GoldView系染料
GoldView系染料是在國內市場比較流行的一類染料，由於產品宣稱低毒，且價格相對便宜，受到了國內一部分老師和同學的青睞。
Goldview是一種可代替溴化乙錠(EB)的新型核酸染料，採用瓊脂糖電泳檢測DNA時，Goldview與核酸結合後能產生很強的熒光訊號，其靈敏度與EB相當，使用方法與之完全相同。在紫外燈下雙鏈DNA呈現綠色熒光，而單鏈DNA呈紅色熒光。
No.2
核酸染料的評價
核酸染料目前已經有很多種型別，我們在做實驗進行選擇的時候，有哪些因素制約著我們呢，我們應該用哪些指標去評價它們，最終找到適合的染料呢？下面從安全性、靈敏度、穩定性、對染色效果的影響（比如染色方法、遷移率等）以及價格等方面來對染料進行評價。
01
安全性
如果選擇EB替代染料，那麼染料的安全性就是一個非常重要的指標。安全性評估主要的檢測有Ames測試、細胞滲透性實驗、染色體畸變和正向突變分析、口服毒性分析等。在安全性方面，具有較多檢測專案和相對權威的機構出具檢測報告的核酸染料，安全性可能會更高；另外在一些報道或對比資料中，我們也可根據它們可能的原料來判斷它們的安全性。
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靈敏度
幾乎所有的EB替代染料都宣稱其染料的靈敏度至少不低於EB，甚至高於EB，具體到試驗內容上，只要不是有特殊的需求（需要極高的靈敏度），一般都能滿足。
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穩定性
核酸染料的穩定性和在各種條件下的染色效果，會直接影響觀察到的染色結果。比如，Invitrogen的專家發現pH會明顯影響SYBR系染色效率，如果它高於8.3或低於7.5，它的檢測靈敏度顯著下降。這種情況很容易被忽視，就如常見的Tris緩衝液的pH值會隨著溫度的變化而變化。
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遷移率
在介紹遷移率之前，先了解下常用的核酸染料電泳中應用的3種方式。
（1）點染法：是指將核酸染料、樣品和上樣緩衝液混在一起，直接在膠上點樣；
（2）膠染法：是指在將融膠倒入膠板前，把核酸染料加入融化的瓊脂糖凝膠溶液中混勻，然後再倒入膠板，這種方法也是最常用的方法；（3）泡染法：是指在電泳時不加入任何染料，在電泳完成後，將膠置入含有一定濃度核酸染料的染液中進行染色。
由於所有的核酸染料最終都會結合到DNA上，才能透過染料從而對DNA進行分析，這也就意味著如果採用點染法或膠染法進行核酸檢測時，根據使用的染料不同，核酸染料或多或少會對核酸的遷移率甚至帶型產生影響。一般來說，核酸染料分子越大，安全性會越高；但同時，用膠染法對電泳的遷移率或帶型影響就越明顯，雖然可以透過減少核酸上樣量等方式來進行改善，但仍達不到泡染法的效果。這也是為什麼大多數核酸染料（低毒/無毒）廠商建議，採用泡染法來得到準確、漂亮的核酸帶型。
當然，對帶型、遷移率等的影響除了核酸染料外，還有其它的影響因素，比如瓊脂糖的質量，電泳緩衝液的緩衝能力等都有可能對帶型和遷移率產生影響。
END
