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电泳
电泳
electrophoresis
简单说电泳就是把某些物质放在一个可以游泳的地方(某种基质),然后在这个泳池的两端加上电压,让这种物质在里面游起来,以达到某种实验或应用目的。


什么是电泳

溶液中带电粒子(离子)在电场中移动的现象。利用带电粒子在电场中移动速度不同而达到分离的技术称为电泳技术。1937 年瑞典学者 a.w.k.蒂塞利乌斯设计制造了移动界面电泳仪 ,分离了马血清白蛋白的3种球蛋白,创建了电泳技术。

在确定的条件下,带电粒子在单位电场强度作用下,单位时间内移动的距离(即迁移率)为常数,是该带电粒子的物化特征性常数。不同带电粒子因所带电荷不同,或虽所带电荷相同但荷质比不同,在同一电场中电泳,经一定时间后,由于移动距离不同而相互分离。分开的距离与外加电场的电压与电泳时间成正比。

电泳种类

按分离原理的不同,电泳分为 4类:移动界面电泳区带电泳等电聚焦电泳和等速电泳(见图)。

①移动界面电泳是将被分离的离子(如阴离子)混合物置于电泳槽的一端(如负极),在电泳开始前,样品与载体电解质有清晰的界面。电泳开始后,带电粒子向另一极(正极)移动,泳动速度最快的离子走在最前面,其他离子依电极速度快慢顺序排列,形成不同的区带。只有第一个区带的界面是清晰的,达到完全分离,其中含有电泳速度最快的离子,其他大部分区带重叠(图a)。

②区带电泳是在一定的支持物上,于均一的载体电解质中,将样品加在中部位置,在电场作用下,样品中带正或负电荷的离子分别向负或正极以不同速度移动,分离成一个个彼此隔开的区带( 图b )。区带电泳按支持物的物理性状不同,又可分为纸和其他纤维膜电泳、粉末电泳、凝胶电泳与丝线电泳。

③等电聚焦电泳是将两性电解质加入盛有ph梯度缓冲液的电泳槽中,当其处在低于其本身等电点的环境中则带正电荷,向负极移动;若其处在高于其本身等电点的环境中,则带负电向正极移动。当泳动到其自身特有的等电点时,其净电荷为零,泳动速度下降到零,具有不同等电点的物质最后聚焦在各自等电点位置 ,形成一个个清晰的区带( 图c ),分辨率极高。

④等速电泳是在样品中加有领先离子(其迁移率比所有被分离离子的大)和终末离子(其迁移率比所有被分离离子的小),样品加在领先离子和终末离子之间,在外电场作用下,各离子进行移动,经过一段时间电泳后,达到完全分离。被分离的各离子的区带按迁移率大小依序排列在领先离子与终末离子的区带之间。由于没有加入适当的支持电解质来载带电流 ,所得到的区带是相互连接的(图d),且因“ 自身校正”效应,界面是清晰的,这是与区带电泳不同之处。
电泳分离原理示意图  a 移动界面电泳  b 区带电泳  c 等电聚焦电泳  d 等速电泳  l 领先离子  t 终末离子

应用

电泳已日益广泛地应用于分析化学生物化学、临床化学、毒剂学、药理学免疫学、微生物学、食品化学等各个领域。在直流电场中,带电粒子向带符号相反的电极移动的现象称为电泳(electropho-resis)。1809年俄国物理学家peнce首先发现了电泳现象,但直到1937年瑞典的tiselius建立了分离蛋白质的界面电泳(boundary electrophoresis)之后,电泳技术才开始应用。本世纪60-70年代,当滤纸聚丙烯酰胺凝胶介质相继引入电泳以来,电泳技术得以迅速发展。丰富多彩的电泳形式使其应用十分广泛。电泳技术除了用于小分子物质的分离分析外,最主要用于蛋白质核酸,甚至病毒与细胞的研究。由于某些电泳法设备简单,操作方便,具有高分辨率及选择性特点,已成为医学检验中常用的技术。

电泳又名 —— 电着 ( 著 ) ,泳漆,电沉积。创始于二十世纪六十年代,由福特汽车公司最先应用于汽车底漆。由于其出色的防腐、防锈功能,很快在军工行业得到广泛应用。近几年才应用到日用五金的表面处理。由于其优良的素质和高度环保,正在逐步替代传统油漆喷涂。
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