平板凝胶电泳因为其简单的操作、低廉的成本,广泛应用于生物、微生物、分析等学科领域。聚丙烯酰胺凝胶电泳和琼脂糖凝胶电泳是常见的两类平板凝胶电泳形式。前者是以聚丙烯酰胺凝胶为电泳介质,主要用于分离蛋白质;后者是以琼脂糖凝胶为电泳介质,主要用于分离DNA。然而平板凝胶也存在着不可忽视的问题。电流的存在会在电泳过程中产生焦耳热。当焦耳热生成的速率大于传递至周围环境的速率时,热量在凝胶内部积累,使凝胶温度升高。当凝胶温度过高时会导致凝胶融化、样品条带扭曲甚至使样品变性。因此,电泳过程中的焦耳热限制了电泳电压;带电粒子在凝胶内部迁移的快慢与电泳电压正相关,所以,焦耳热的产生,限制了带电粒子在凝胶中的电泳速度。通常,电泳电压不超过5 v/cm,凝胶温度不高于35℃,电泳时间需要一个小时甚至更长。本课题在凝胶的外围设置一个较低温度的环境,通过热量传递,将电泳过程中产生的焦耳热移除。通过这一方法,可以增大电泳电压,提高电泳速度,降低电泳时间,从而达到高效快速的目的。实验初期,自制电泳槽,包括含内制冷和外制冷电泳槽。首先进行了实验思路的验证,之后进行一系列因素的考察和条件优化。在实验中,通过监测凝胶温度的变化发现,内、外制冷方式都能够迅速的将电泳过程中产生的焦耳热移除。但是,从制作工艺上来说,外制冷方式的制作工艺较简单,所以本实验重点研究了外制冷对电泳效果的提升。为了减少焦耳热的产生,用缓冲液载体代替了将凝胶浸没在缓冲液中的传统方式。通过实验可以发现,缓冲液载体能够在凝胶和电极之间形成很好的连接作用。并且,经过进一步研究发现,相同体积的缓冲液,在使用缓冲液载体进行电泳时,整个电泳过程中的电流更加稳定。在理论研究的基础上设计了两种电泳仪模型,并对两种模型进行制冷效果的评估、应用性实验和稳定性评估。通过实验可以得出两个模型都可以高效快速的将DNA样品分离的结论。