ED电泳概述

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。 

  在外加直流电源的作用下，胶体微粒在分散介质里向阴极或阳极作定向移动，这种现象叫做电泳。利用电泳现象使物质分离，这种技术也叫做电泳。胶体有电泳现象，证明胶体的微粒带有电荷。各种胶体微粒的本质不同，它们吸附的离子不同，所以带有不同的电荷。利用电泳可以确定胶体微粒的电性质，向阳极移动的胶粒带负电荷，向阴极移动的胶粒带正电荷。一般来讲，金属氢氧化物、金属氧化物等胶体微粒吸附阳离子，带正电荷；非金属氧化物、非金属硫化物等胶体微粒吸附阴离子，带负电荷。因此，在电泳实验中，氢氧化铁胶体微粒向阴极移动，三硫化二砷胶体微粒向阳极移动。利用电泳可以分离带不同电荷的溶胶。例如，陶瓷工业中用的粘土，往往带有氧化铁，要除去氧化铁，可以把粘土和水一起搅拌成悬浮液，由于粘土粒子带负电荷，氧化铁粒子带正电荷，通电后在阳极附近会聚集出很纯净的粘土。工厂除尘也用到电泳。利用电泳还可以检出被分离物，在生化和临床诊断方面发挥重要作用。本世纪40年代末到50年代初相继发展利用支持物进行的电泳，如滤纸电泳，醋酸纤维素膜电泳、琼脂电泳；50年代末又出现淀粉凝胶电泳和聚丙烯酰胺凝胶电泳等。目前，电泳技术已广泛应用于分析化学、生物化学、临床化学、药理学、免疫学、微生物学、遗传学等科学中。    

  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**快的离子走在**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**个区带的界面是清晰的，达到完全分离，其中含有电泳速度**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**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**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**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**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 **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、聚丙烯酰胺凝胶等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，**主要用于蛋白质、核酸、酶，甚**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**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。    电泳原理：  #p#分页标题#e#

  电泳是电泳涂料在阴阳两极，施加于电压作用下，带电荷之涂料离子移动到阴极，    并与阴极表面所产生之碱性作用形成不溶解物，沉积于工件表面。    它包括四个过程：   

  1 ）电解（分解）  

  在阴极反应**初为电解反应，生成氢气及氢氧根离子 OH ，此反应造成阴极面形成    一高碱性边界层，当阳离子与氢氧根作用成为不溶于水的物质，涂膜沉积，方程式    为： H2O→OH+H  

  2 ）电泳动（泳动、迁移）  

  阳离子树脂及 H+ 在电场作用下，向阴极移动，而阴离子向阳极移动过程。    3 ）电沉积（析出）  

  在被涂工件表面，阳离子树脂与阴极表面碱性作用，中和而析出不沉积物，沉    积于被涂工件上。    4 ）电渗（脱水）  

  涂料固体与工件表面上的涂膜为半透明性的，具有多数毛细孔，水被从阴极涂    膜中排渗出来，在电场作用下，引起涂膜脱水，而涂膜则吸附于工件表面，而    完成整个电泳过程。   

  电泳表面处理工艺的特点：   

  电泳漆膜具有涂层丰满、均匀、平整、光滑的优点，电泳漆膜的硬度、附着力、    耐腐、冲击性能、渗透性能明显优于其它涂装工艺。   电泳(杨学辉) 

  电泳(Electrophoresis)是指带电荷的粒子或分子在电场中移动的现象称为电泳.大分子的蛋白质,多肽,病毒粒子,甚**细胞或小分子的氨基酸,核苷等在电场中都可作定向泳动.1937年Tiselius成功地研制了界面电泳仪进行血清蛋白电泳,它是在一U型管的自由溶液中进行的,电泳后用光学系统使各种蛋白所形成折光率差别成为曲线图象,将血清蛋白分为白蛋白,α1-球蛋白,α2-球蛋白,β-球蛋白和γ-球蛋白五种,随后,Wielamd 和Kanig 等于1948年采用滤纸条做载体,成功地进行了纸上电泳.从那时起,电泳技术逐渐被人们所接受并予以重视,继而发展以滤纸,各种纤维素粉,淀粉凝胶,琼脂和琼脂糖凝胶,醋酸纤维素薄膜,聚丙烯酰胺凝胶等为载体,结合增染试剂如银氨染色,考马斯亮蓝等大大提高和促进生物样品着色与分辨能力,此外电泳分离和免疫反应相结合,使分辨率不断朝着微量和超微量(1ng～0.001ng)水平发展,从而使电泳技术获得迅速推广和应用.在此主要介绍常用电泳的一般原理及其应用.   (一)电泳的基本原理  

  生物大分子如蛋白质,核酸,多糖等大多都有阳离子和阴离子基团,称为两性离子.常以颗粒分散在溶液中,它们的静电荷取决于介质的H+浓度或与其他大分子的相互作用.在电场中,带电颗粒向阴极或阳极迁移,迁移的方向取决于它们带电的符号,这种迁移现象即所谓电泳. 

  如果把生物大分子的胶体溶液放在一个没有干扰的电场中,使颗粒具有恒定迁移速率的驱动力来自于颗粒上的有效电荷Q和电位梯度E.它们与介质的摩擦阻力f抗衡.在自由溶液中这种抗衡服从Stokes定律.   F=6πrvη 

  这里v是在介质粘度为η中半径为r的颗粒的移动速度.但在凝胶中,这种抗衡并不完全符合Stokes定律.F取决于介质中的其他因子,如凝胶厚度,颗粒大小,甚**介质的内渗等. 

  电泳迁移率(mbility)m规定为在电位梯度E的影响下,颗粒在时间t中的迁移距离d.