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科邦实验室|电泳的原理、分类和应用( 四 )


电泳的分类
目前所采用的电泳方法 ， 大致可分为3类：显微电泳 ， 自由界面电泳和区带电泳 。 区带电泳应用广泛 ， 区带电泳可分为以下几种类型：
1. 按支持物的物理性状不同 ， 区带电泳可分为：
（1）滤纸为支持物的纸电泳；
（2）粉末电泳：如纤维素粉 ， 淀粉 ， 玻璃粉电泳；
（3）凝胶电泳：如琼脂 ， 琼脂糖 ， 硅胶 ， 淀粉胶 ， 聚丙烯酰胺凝胶电泳；
（4）缘线电泳：如尼龙丝 ， 人造丝电泳
2．按支持物的装置形式不同 ， 区带电泳可分为：
（1）平板式电泳：支持物水平放置 ， 是最常用的电泳方式；
（2）垂直板电泳：聚丙烯酰胺凝胶可做成垂直板式电泳 。
（3）柱状（管状）电泳：聚丙烯酰胺凝胶可灌入适当的电泳管中做成管状电泳.
3．按pH的连续性不同 ， 区带电泳可分为：
（1）连续pH电泳：如纸电泳 ， 醋酸纤维素薄膜电泳；
（2）非连续pH电泳：如聚丙烯酰胺凝胶盘状电泳；
测量仪器：
电泳所需的仪器有：电泳槽和电源 。
1．电泳槽
电泳槽是电泳系统的核心部分 ， 根据电泳的原理 ， 电泳支持物都是放在两个缓冲液之间 ， 电场通过电泳支持物连接两个缓冲液 ， 不同电泳采用不同的电泳槽.常用的电泳槽有：
（1）圆盘电泳槽：有上 ， 下两个电泳槽和带有铂金电极的盖 。 上槽中具有若干孔 ， 孔不用时 ， 用硅橡皮塞塞住.要用的孔配以可插电泳管（玻璃管）的硅橡皮塞 。 电泳管的内径早期为5～7mm ， 为保证冷却和微量化 ， 现在则越来越细.
（2）垂直板电泳槽：垂直板电泳槽的基本原理和结构与圆盘电泳槽基本相同 。 差别只在于制胶和电泳不在电泳管中 ， 而是在块垂直放置的平行玻璃板中间.
（3）水平电泳槽：水平电泳槽的形状各异 ， 但结构大致相同 。 一般包括电泳槽基座 ， 冷却板和电极.
2.电源
要使荷电的生物大分子在电场中泳动 ， 必须加电场 ， 且电泳的分辨率和电泳速度与电泳时的电参数密切相关 。 不同的电泳技术需要不同的电压 ， 电流和功率范围 ， 所以选择电源主要根据电泳技术的需要.如聚丙烯酰胺凝胶电泳和SDS电泳需要200～600V电压 。
应用领域
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） 。 1807年 ， 由俄国莫斯科大学的斐迪南·弗雷德里克·罗伊斯（Ferdinand Frederic Reuss）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 。 上世纪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 ， 最主要用于蛋白质、核酸、酶 ， 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 。 这里简介几种典型应用 。
1．聚丙烯酰胺凝胶电泳可用做蛋白质纯度的鉴定 。
聚丙烯酰胺凝胶电泳同时具有电荷效应和分子筛效应 ， 可以将分子大小相同而带不同数量电荷的物质分离开 ， 并且还可以将带相同数量电荷而分子大小不同的物质分离开 。 其分辨率远远高于一般层析方法和电泳方法 ， 可以检出10-9～10-12g的样品 ， 且重复性好 ， 没有电渗作用 。
2．SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳可测定蛋白质分子量 。
其原理是带大量电荷的SDS结合到蛋白质分子上克服了蛋白质分子原有电荷的影响而得到恒定的荷/质比 。 SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳测蛋白质分子量已经比较成功 ， 此法测定时间短 ， 分辨率高 ， 所需样品量极少（1～100μg） ， 但只适用于球形或基本上呈球形的蛋白质 ， 某些蛋白质不易与SDS结合如木瓜蛋白酶 ， 核糖核酸酶等 ， 此时测定结果就不准确 。


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