【正文】 圓盤電泳槽 (3)板狀電泳槽 板狀電泳槽是目前使用最多的電泳槽 ， 是將凝膠灌裝在兩塊平行的玻璃板中間 ， 因而稱板狀電泳 (slab electrophoresis)。 圓盤電泳槽有上下兩個電泳槽和帶有鉑金電極的蓋 ， 上電泳槽具有若干個孔 ， 可插電泳管 。 90年代初發(fā)展起來的高效毛細(xì)管電泳就是根據(jù)自由界面電泳槽的原理而設(shè)計的 。 (1)自由界面電泳槽 Tiselius設(shè)計的自由界面電泳槽 （ 圖 33） 是一個 U形玻璃管 ， 在 U形管下部放待分離的蛋白溶液 ， 管臂聯(lián)接到電極上 ， 在電場的作用下 ， 緩沖系統(tǒng)中蛋白質(zhì)界面的移動可用光學(xué)系統(tǒng) “ 紋影法 (schlieren)”照相 ， 得到電泳圖譜 。 ： 根據(jù)電泳種類不同 ， 對電泳槽的設(shè)計也不一樣 。 凝膠電泳系統(tǒng)主要包括電泳儀 、 電泳槽及附屬設(shè)備三大類 。 凝膠電泳儀作為實驗室的常規(guī)小型儀器， 種類很多 。 (3)穩(wěn)態(tài)電泳 (steady state electrophoresis)： 帶電顆粒在電場作用下電遷移一定時間后達(dá)到一個穩(wěn)定狀態(tài) ， 此后 ，電泳條帶的寬度不隨時間的變化而變化 ， 如等速電泳(isotachophoresis， ITP)、 等電聚焦電泳 (isoelectric focusing， IEF)(圖 2c、 2d)。 3電泳的分類 (1)區(qū)帶電泳 (zone electrophoresis， ZEP)： 是在半固相或膠狀介質(zhì)上加一個點或一薄層樣品溶液 ， 然后在介質(zhì)上加電場 ， 帶電顆粒在支持介質(zhì)上或支持介質(zhì)內(nèi)遷移 ， 在電泳過程中 ， 不同的離子成分在均一的緩沖液系統(tǒng)中分離成獨立的區(qū)帶 (圖 32a)， 這是當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的電泳技術(shù) 。 也就是說 ， 電場強(qiáng)度越高電泳速度越快；溶液的導(dǎo)電性越強(qiáng) ， 電泳速度越慢 。E= m 移動的速度決定于其分子的形狀 、 相對分子質(zhì)量的大小 、 分子帶電性質(zhì)及數(shù)目 ， 還與分離介質(zhì)的阻力 、 溶液粘度及電場強(qiáng)度等因素有關(guān) 。 v與電位梯度 E、 電流密度 J和導(dǎo)電性 K的關(guān)系 如果在同樣實驗條件下對某蛋白溶液做兩個電泳試驗 ，一個試驗用兩倍的時間一倍的電壓 ， 另一個試驗用一倍的時間兩倍的電壓 ， 從理論上講 ， 這兩個試驗中蛋白質(zhì)的遷移距離應(yīng)該是相等的 。s 1 在確定的條件下 ， 某物質(zhì)的遷移率為常數(shù)， 是該物質(zhì)的物化特性常數(shù) 。 當(dāng)帶電顆粒達(dá)到穩(wěn)態(tài)運動時 ， F=F’， 由 (1)、 (2)式推導(dǎo)出： v Q ——— = ———— （ 3） E 6πr η 不同的帶電顆粒在同一電場中運動速度不同 ， 其泳動速度用遷移率 （ 或稱泳動度 ） m來表示 ， 定義為在電位梯度E(V/cm)的影響下 ， 顆粒在時間 t(s)中遷移距離 d(cm)， 即在單位電場強(qiáng)度 (1 V/cm)時的泳動速度： v d m = —— = ——— (4) E t 但在凝膠中 ， 這種阻力并不完全符合 Stocks定律 。 (6)相對遷移率 (relative mobility)： 用 mR表示蛋白質(zhì)樣品的遷移距離與示蹤染料的遷移距離之比即為相對遷移率，即 蛋白質(zhì)的遷移距離 (cm) mR = ————————————— 示蹤染料的遷移距離 (cm) 2電泳的基本原理 溶液中任何物質(zhì)由于其本身的解離或表面吸附其它帶電質(zhì)點而帶電 ， 在電場中就會發(fā)生遷移 ， 移動方向取決于它們的帶電符號 。 通常情況下 ， 電滲流總是由正極向負(fù)極移動 ， 只有在特殊情況下如分離堿性蛋白質(zhì)的陰極電泳時溶液 pH較低 ，固體支持物表面帶正電荷 ， 形成向正極移動的電滲流 。 A B (5)電滲流 (electroosmotic flow)： 用 EOF表示 在電場中電泳溶液的正電荷與固體支持物表面上的負(fù)電荷之間相互作用 ， 形成一個正離子層 ， 導(dǎo)致流體朝負(fù)極方向移動 ， 稱為電滲流 ， 這種現(xiàn)象也稱之為電滲 (electroosmosis)現(xiàn)象 ,如圖 。 (4)電場強(qiáng)度 (electric field strength)：用 E表示 在給定的電泳支持物兩端電極施加電壓后所形成的電效應(yīng) ， 單位是 V/cm。 (2)遷移時間 (migration time)： 用 tm表示 在電泳過程中 ， 帶電粒子在電場的作用下做定向移動所用的時間 ， 單位是 min。 多年來科學(xué)家們對電泳結(jié)果的分析做了大量的工作 ， 建立了各種實驗方法 ， 電泳后對分離物質(zhì)可以用染色 、 掃描 、 紫外吸收 、 放射自顯影 、 生物活性測定等方法進(jìn)行分析 ， 得到所需數(shù)據(jù) 。 70年代以后根據(jù)不同需要推出了多種電泳模式 ， 如圓盤電泳 、 垂直板電泳 、 雙向電泳 、 脈沖電泳 、 等電聚焦電泳、 印跡轉(zhuǎn)移電泳等技術(shù) 。 60年代以后發(fā)展了以凝膠為主的支持物的電泳方法 ， 如聚丙烯酰胺凝膠 、 瓊脂糖凝膠電泳等 。 他用光學(xué)方法觀察到在電泳遷移過程中血清蛋白質(zhì)界面的移動 ， 首先證明了血清是由白蛋白 、 α α β和 γ球蛋白組成的 ， 為表彰他對電泳技術(shù)所做出的突出貢獻(xiàn) ， 1948年他被授予諾貝爾獎 。 生物大分子在電場中移動的速度除上述因素外還與分子形狀 、 相對分子質(zhì)量大小 、 分子的帶電性質(zhì)及數(shù)目等因素有關(guān) 。 帶電顆粒在電場中移動是物質(zhì)的一種運動現(xiàn)象 。 電泳基本理論 內(nèi)容摘要 1 概述 2 電泳的基本原理 3 電泳系統(tǒng) 4 支持介質(zhì) 5 染料 6 影響因素 1電泳概述 帶電顆粒在電場的作用下 ， 向著與其電性相反的電極方向移動 ， 這種現(xiàn)象稱之為電泳 (electrophoresis， 簡稱 EP)。 電泳技術(shù)就是根據(jù)各種帶電粒子在電場中遷移速度的不同而對物質(zhì)進(jìn)行分離的一類實驗技術(shù) 。 移動的速度與顆粒帶電的強(qiáng)弱 、 分離介質(zhì)的阻力 、 電極液的粘度和電場強(qiáng)度等因素有關(guān) 。 電泳現(xiàn)象早在 1808年就已經(jīng)被發(fā)現(xiàn) ， 但電泳作為一種分離技術(shù)卻是在 1937年由瑞典科學(xué)家 Tiselius A首先提出來的， 并設(shè)計出世界上第一臺自由電泳儀 ， 建立了 “ 移界電泳” 分離模式 。 20世紀(jì) 50年代 ， 以支持介質(zhì)為主的電泳模式不斷涌現(xiàn) ， 如濾紙 、醋酸纖維素薄膜 、 淀粉薄膜等 。 1967年 Shapiro A L等在凝膠電泳的基礎(chǔ)上建立了 SDS聚丙烯酰胺凝膠電泳技術(shù) 。 90年代又推出了分辨率極高的高效毛細(xì)管電泳 。 (1)電泳遷移 (electrophoretic migration)： 在電泳過程中 ， 帶電粒子在電場的作用下做定向移動， 單位是 cm。 (3)電泳速度 (electrophoretic velocity)： 用 Vep表示 在單位時間內(nèi) ， 帶電粒子在電場的作用下做定向運動的距離 ， 單位是 cm /sec。 E = V /Lt 式中 V為電壓 ， Lt為兩端電極的距離 。 電滲流遷移速度 (Vep)的表達(dá)式為： ε?ξ