電泳技術(shù)及其應用

電泳技術(shù)及其應用電泳技術(shù)電泳技術(shù)，是指在電場作用下，帶電顆粒由于所帶的電荷不同以及分子大小差異而有不同的遷移行為從而彼此分離開來的一種實驗技術(shù)。一、電泳技術(shù)的基本原理在電場中，推動帶電質(zhì)點運動的力(F)等于質(zhì)點所帶凈電荷量(Q)與電場強度(E)的乘積。F,QE質(zhì)點的前移同樣要受到阻力(F)的影響，對于一個球形質(zhì)點，服從Stoke定律，即:F′,6πrην式中r為質(zhì)點半徑，η為介質(zhì)粘度，ν為質(zhì)點移動速度，當質(zhì)點在電場中作穩(wěn)定運動時:F,F′即QE,6πrην上式交換后可寫成:V/E=Q/6&r@vν/E的含意為單位電場強度下的移動速度，里可用遷移率μ表示，即()從上式可見，球形質(zhì)點的遷移率，首先取決于自身狀態(tài)，即與所帶電量成正比，與其半徑及介質(zhì)粘度成反比。除了自身狀態(tài)的因素外，電泳體系中其它因素也影響質(zhì)點的電泳遷移率。二，電泳技術(shù)的分類:電泳法可分為自由電泳(無支持體)及區(qū)帶電泳(有支持體)兩大類。用支持體的電泳技術(shù):1.紙上電泳2.醋酸纖維薄膜電泳3.薄層電泳4.非凝膠性支持體區(qū)帶電泳(支持體有:淀粉，纖維素粉，玻璃粉，硅膠等)5.凝膠支持體區(qū)帶電泳?淀粉液?聚丙烯酰胺凝膠?瓊脂(糖)凝膠不用支持體的電泳技術(shù):1.Tiselius或微量電泳2.顯微電泳3.等電點聚焦電泳技術(shù)4.等速電泳技術(shù)5.密度梯度電泳三、影響電泳的因素1、首先決定于帶顆粒的性質(zhì)，即顆粒所帶凈電荷的數(shù)量，大小及形狀一般說來，顆粒帶凈電荷多，直徑小而接近于球形，則在電場中泳動速度快，反之則慢。泳動度還與分子的形狀，介質(zhì)粘度，顆粒所帶電荷有關，泳動度與顆表面電荷成正比，與介質(zhì)粘度及顆粒半徑反比。帶電荷的高分子在電解質(zhì)溶液中把一些帶有相反電荷的離子吸引在其周圍，形成一離子擴散層。加以電場時，顆粒向符號相反的電極移動即帶陽電荷顆粒移向負極，帶陰電荷顆粒移向正移;離子擴散層由于帶有過剩的與顆粒符號相反的電荷，可以向相反方向移動。結(jié)果顆粒與離子擴散之間的靜電引力使顆粒的泳動度減慢，另外，高分了顆粒表面有一層水，在電場影響下，它與顆粒一起移動，可以認為是顆粒的一部分。2、電場強度電場強度也稱電位梯度，是指單位長度(每一厘米)支持物體上的電位降，它對泳動度起著十分重要的作用。一般，電場強度越高，帶電顆粒移動速度越快。根據(jù)電場強度大小，可將電泳分為常壓電泳和高壓電泳，常壓電泳分離時間需數(shù)小時至數(shù)天，高壓電泳時間短，有時僅幾分鐘即可，高壓電泳主要用于分離氨基酸，肽，核苷酸，由于電壓升高，電壓也隨之增大，故需冷卻裝置。3、溶液的pH值溶液的pH值決定了帶電顆粒解離的程度，也決定了物質(zhì)所帶凈電荷的多少，對于蛋白質(zhì)，氨基酸等兩性電解質(zhì)而言，溶液pH值離電點越遠，顆粒所帶凈電荷越多;電泳速度越快;反之則越慢。4、溶液的離子強度溶液的離子強度是另一個重要選擇的條件，在保持足夠緩沖能力前提下，離子強度要最小。溶液的離子強度越高，帶電顆粒泳動速度越慢，反之越快。濃度大的緩沖液在合適電壓下，有較低的電阻和較大的電流，產(chǎn)熱較高。如果這種額外的熱可以驅(qū)散，高濃度的緩沖液擴散常數(shù)較低，可以產(chǎn)生較窄細的電泳區(qū)帶。離子強度很高時要用低電壓，避免過多產(chǎn)熱，這樣又導致長的電泳時間，以致增加變性和區(qū)帶分離困難。5、電滲作用在支持物的電泳中，影響電泳的另一個重要因素是電滲作用。所謂電滲就是指在電場中液體對固體支持物的相對移動，例如在pH8.6時，血清蛋白質(zhì)進行紙電泳時，γ球蛋白與其他蛋白質(zhì)一樣帶負電荷，應該向正極移動，然而它卻向負極方向移動，這就是電滲作用的結(jié)果。四.電泳技術(shù)的應用:電泳技術(shù)主要用于分離各種有機物(如氨基酸、多肽、蛋白質(zhì)、脂類、核苷酸、核酸等)和無機鹽;也可用于分析某種物質(zhì)純度，還可用于分子量的測定。電泳技術(shù)與其他分離技術(shù)(如層析法)結(jié)合，可用于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的分析，“指紋法”就是電泳法與層析法的結(jié)合產(chǎn)物。用免疫原理測試電泳結(jié)果，提高了對蛋白質(zhì)的鑒別能力。電泳與酶學技術(shù)結(jié)合發(fā)現(xiàn)了同工酶，對于酶的催化和調(diào)節(jié)功能有了深入的了解。所以電泳技術(shù)是醫(yī)學科學中的重要研究技術(shù)。同時也被廣泛應用于基礎理論研究、農(nóng)業(yè)科學、、工業(yè)生產(chǎn)、國防科研、商檢等許多領域。1.醫(yī)學在醫(yī)院臨床檢驗中，利用電泳技術(shù)分析血清中的酶及同工酶，可以診斷腎病的綜合征、心絞痛、肝硬化、肝癌、多發(fā)生骨髓瘤、惡性腫瘤、乙型肝炎、慢性肝炎等疾病;分析血色素組份，可以判定血細胞的正常與異常;;測定體液中可能存在微生物、原蟲的特異性抗原成份，在抗原成份分離的基礎上，尋找所需的單克隆抗體等等。2.刑偵在公安、政法偵審工作中，利用電泳技術(shù)檢測的結(jié)果，對確定案件性質(zhì)、提供偵察線索和犯罪證據(jù)等，常常起著十分重要的作用。多年來一直用作案現(xiàn)場留下的污跡與嫌疑分子的血型相核對的方法，遇到了一個以上的嫌疑分子是同樣的血型時，這種方法就失靈了。然而利用電泳技術(shù)可以從人的體液和其他組織的樣品中分離出代表一個人的獨特基因組成的一系列譜帶，從而能比較準確地鑒別罪犯。3.工業(yè)在工業(yè)上有許多應用。例如，在陶瓷生產(chǎn)中，借助它來除去粘土中所混雜的氧化鐵雜質(zhì)。方法是:將這種粘土放在水中，加以攪拌，然后通電。由于粘土微粒帶負電荷而向正極移動，氧化鐵微粒帶正電荷而向負極移動。因此，在正極附近就可收集到純凈的粘土。4.環(huán)保氣溶膠也可發(fā)生電泳現(xiàn)象，如在水泥、冶金等工廠中，通高壓電于含煙塵的氣體時，可除去大量煙塵以減少空氣污染，凈