电泳技术及其应用

电泳技术及其应用电泳技术电泳技术，是指在电场作用下，带电颗粒由于所带的电荷不同以及分子大小差异而有不同的迁移行为从而彼此分离开来的一种实验技术。一、电泳技术的基本原理在电场中，推动带电质点运动的力(F)等于质点所带净电荷量(Q)与电场强度(E)的乘积。F,QE质点的前移同样要受到阻力(F)的影响，对于一个球形质点，服从Stoke定律，即:F′,6πrην式中r为质点半径，η为介质粘度，ν为质点移动速度，当质点在电场中作稳定运动时:F,F′即QE,6πrην上式交换后可写成:V/E=Q/6&r@vν/E的含意为单位电场强度下的移动速度，里可用迁移率μ表示，即()从上式可见，球形质点的迁移率，首先取决于自身状态，即与所带电量成正比，与其半径及介质粘度成反比。除了自身状态的因素外，电泳体系中其它因素也影响质点的电泳迁移率。二，电泳技术的分类:电泳法可分为自由电泳(无支持体)及区带电泳(有支持体)两大类。用支持体的电泳技术:1.纸上电泳2.醋酸纤维薄膜电泳3.薄层电泳4.非凝胶性支持体区带电泳(支持体有:淀粉，纤维素粉，玻璃粉，硅胶等)5.凝胶支持体区带电泳?淀粉液?聚丙烯酰胺凝胶?琼脂(糖)凝胶不用支持体的电泳技术:1.Tiselius或微量电泳2.显微电泳3.等电点聚焦电泳技术4.等速电泳技术5.密度梯度电泳三、影响电泳的因素1、首先决定于带颗粒的性质，即颗粒所带净电荷的数量，大小及形状一般说来，颗粒带净电荷多，直径小而接近于球形，则在电场中泳动速度快，反之则慢。泳动度还与分子的形状，介质粘度，颗粒所带电荷有关，泳动度与颗表面电荷成正比，与介质粘度及颗粒半径反比。带电荷的高分子在电解质溶液中把一些带有相反电荷的离子吸引在其周围，形成一离子扩散层。加以电场时，颗粒向符号相反的电极移动即带阳电荷颗粒移向负极，带阴电荷颗粒移向正移;离子扩散层由于带有过剩的与颗粒符号相反的电荷，可以向相反方向移动。结果颗粒与离子扩散之间的静电引力使颗粒的泳动度减慢，另外，高分了颗粒表面有一层水，在电场影响下，它与颗粒一起移动，可以认为是颗粒的一部分。2、电场强度电场强度也称电位梯度，是指单位长度(每一厘米)支持物体上的电位降，它对泳动度起着十分重要的作用。一般，电场强度越高，带电颗粒移动速度越快。根据电场强度大小，可将电泳分为常压电泳和高压电泳，常压电泳分离时间需数小时至数天，高压电泳时间短，有时仅几分钟即可，高压电泳主要用于分离氨基酸，肽，核苷酸，由于电压升高，电压也随之增大，故需冷却装置。3、溶液的pH值溶液的pH值决定了带电颗粒解离的程度，也决定了物质所带净电荷的多少，对于蛋白质，氨基酸等两性电解质而言，溶液pH值离电点越远，颗粒所带净电荷越多;电泳速度越快;反之则越慢。4、溶液的离子强度溶液的离子强度是另一个重要选择的条件，在保持足够缓冲能力前提下，离子强度要最小。溶液的离子强度越高，带电颗粒泳动速度越慢，反之越快。浓度大的缓冲液在合适电压下，有较低的电阻和较大的电流，产热较高。如果这种额外的热可以驱散，高浓度的缓冲液扩散常数较低，可以产生较窄细的电泳区带。离子强度很高时要用低电压，避免过多产热，这样又导致长的电泳时间，以致增加变性和区带分离困难。5、电渗作用在支持物的电泳中，影响电泳的另一个重要因素是电渗作用。所谓电渗就是指在电场中液体对固体支持物的相对移动，例如在pH8.6时，血清蛋白质进行纸电泳时，γ球蛋白与其他蛋白质一样带负电荷，应该向正极移动，然而它却向负极方向移动，这就是电渗作用的结果。四.电泳技术的应用:电泳技术主要用于分离各种有机物(如氨基酸、多肽、蛋白质、脂类、核苷酸、核酸等)和无机盐;也可用于分析某种物质纯度，还可用于分子量的测定。电泳技术与其他分离技术(如层析法)结合，可用于蛋白质结构的分析，“指纹法”就是电泳法与层析法的结合产物。用免疫原理测试电泳结果，提高了对蛋白质的鉴别能力。电泳与酶学技术结合发现了同工酶，对于酶的催化和调节功能有了深入的了解。所以电泳技术是医学科学中的重要研究技术。同时也被广泛应用于基础理论研究、农业科学、、工业生产、国防科研、商检等许多领域。1.医学在医院临床检验中，利用电泳技术分析血清中的酶及同工酶，可以诊断肾病的综合征、心绞痛、肝硬化、肝癌、多发生骨髓瘤、恶性肿瘤、乙型肝炎、慢性肝炎等疾病;分析血色素组份，可以判定血细胞的正常与异常;;测定体液中可能存在微生物、原虫的特异性抗原成份，在抗原成份分离的基础上，寻找所需的单克隆抗体等等。2.刑侦在公安、政法侦审工作中，利用电泳技术检测的结果，对确定案件性质、提供侦察线索和犯罪证据等，常常起着十分重要的作用。多年来一直用作案现场留下的污迹与嫌疑分子的血型相核对的方法，遇到了一个以上的嫌疑分子是同样的血型时，这种方法就失灵了。然而利用电泳技术可以从人的体液和其他组织的样品中分离出代表一个人的独特基因组成的一系列谱带，从而能比较准确地鉴别罪犯。3.工业在工业上有许多应用。例如，在陶瓷生产中，借助它来除去粘土中所混杂的氧化铁杂质。方法是:将这种粘土放在水中，加以搅拌，然后通电。由于粘土微粒带负电荷而向正极移动，氧化铁微粒带正电荷而向负极移动。因此，在正极附近就可收集到纯净的粘土。4.环保气溶胶也可发生电泳现象，如在水泥、冶金等工厂中，通高压电于含烟尘的气体时，可除去大量烟尘以减少空气污染，净