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技術(shù)文章

電泳技術(shù)原理、分類

那么下面上海金鵬分析儀器有限公司為大家簡單介紹一下關(guān)于電泳技術(shù)原理、分類。 
電泳法,是指帶電荷的供試品(蛋白質(zhì)、核苷酸等)在惰性支持介質(zhì)(如紙、醋酸纖維素、瓊脂糖凝膠、聚丙烯酰胺凝膠等)中,于電場(chǎng)的作用下,向其對(duì)應(yīng)的電極方向按各自的速度進(jìn)行泳動(dòng),使組分分離成狹窄的區(qū)帶,用適宜的檢測(cè)方法記錄其電泳區(qū)帶圖譜或計(jì)算其百分含量的方法。
電泳技術(shù)的基本原理和分類
在電場(chǎng)中,推動(dòng)帶電質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的力(F)等于質(zhì)點(diǎn)所帶凈電荷量(Q)與電場(chǎng)強(qiáng)度(E)的乘積。F=QE質(zhì)點(diǎn)的前移同樣要受到阻力(F)的影響,對(duì)于一個(gè)球形質(zhì)點(diǎn),服從 Stoke定律,即:F′=6πrην式中r為質(zhì)點(diǎn)半徑,η為介質(zhì)粘度,ν為質(zhì)點(diǎn)移動(dòng)速度,當(dāng)質(zhì)點(diǎn)在電場(chǎng)中作穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)時(shí):
F=F′即 QE=6πrην
可見,球形質(zhì)點(diǎn)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(diǎn)的電泳遷移率。
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。前者包括 Tise-leas式微量電泳、顯微電泳、等電聚焦電泳、等速電泳及密度梯度電泳。區(qū)帶電泳則包括濾紙電泳(常壓及高壓)、薄層電泳(薄膜及薄板)、凝膠電泳(瓊脂、瓊脂糖、淀粉膠、聚丙烯酰胺凝膠)等。
自由電泳法的發(fā)展并不迅速,因?yàn)槠潆娪緝x構(gòu)造復(fù)雜、體積龐大,操作要求嚴(yán)格,價(jià)格昂貴等。而區(qū)帶電泳可用各種類型的物質(zhì)作支持體,其應(yīng)用比較廣泛。本節(jié)僅對(duì)常用的幾種區(qū)帶電泳分別加以敘述。
影響電泳遷移率的因素
⒈電場(chǎng)強(qiáng)度 電場(chǎng)強(qiáng)度是指單位長度(cm)的電位降,也稱電勢(shì)梯度。如以濾紙作支持物,其兩端浸入到電極液中,電極液與濾紙交界面的紙長為 20cm,測(cè)得的電位降為 200V,那么電場(chǎng)強(qiáng)度為200V/20cm=10V/cm。當(dāng)電壓在500V以下,電場(chǎng)強(qiáng)度在 2-10v/cm 時(shí)為常壓電泳。電壓在 500V 以上,電場(chǎng)強(qiáng)度在20-200V/cm 時(shí)為高壓電泳。電場(chǎng)強(qiáng)度大,帶電質(zhì)點(diǎn)的遷移率加速,因此省時(shí),但因產(chǎn)生大量熱量,應(yīng)配備冷卻裝置以維持恒溫。
⒉溶液的pH值 溶液的pH決定被分離物質(zhì)的解離程度和質(zhì)點(diǎn)的帶電性質(zhì)及所帶凈電荷量。例如蛋白質(zhì)分子,它是既有酸性基團(tuán)(-COOH),又有堿性基團(tuán)(-NH2)的兩性電解質(zhì),在某一溶液中所帶正負(fù)電荷相等,即分子的凈電荷等于零,此時(shí),蛋白質(zhì)在電場(chǎng)中不再移動(dòng),溶液的這一pH值為該蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)(isoelctric point,pI)。若溶液pH處于等電點(diǎn)酸側(cè),即pH<pl,則蛋白質(zhì)帶正電荷,在電場(chǎng)中向負(fù)極移動(dòng)。若溶液pH處于等電點(diǎn)堿側(cè),即pH>pl,則蛋白質(zhì)帶負(fù)電荷,向正極移動(dòng)。溶液的pH離pl越遠(yuǎn),質(zhì)點(diǎn)所帶凈電荷越多,電泳遷移率越大。因此在電泳時(shí),應(yīng)根據(jù)樣品性質(zhì),選擇合適的pH值緩沖液。
⒊溶液的離子強(qiáng)度 電泳液中的離子濃度增加時(shí)會(huì)引起質(zhì)點(diǎn)遷移率的降低。其原因是帶電質(zhì)點(diǎn)吸引相反符合的離子聚集其周圍,形成一個(gè)與運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)符合相反的離子氛(ionic atmosphere),離子氛不僅降低質(zhì)點(diǎn)的帶電量,同時(shí)增加質(zhì)點(diǎn)前移的阻力,甚至使其不能泳動(dòng)。然而離子濃度過低,會(huì)降低緩沖液的總濃度及緩沖容量,不易維持溶液的 pH值,影響質(zhì)點(diǎn)的帶電量,改變泳動(dòng)速度。離子的這種障礙效應(yīng)與其濃度和價(jià)數(shù)相關(guān)。可用離子強(qiáng)度 I表示。
⒋電滲 在電場(chǎng)作用下液體對(duì)于固體支持物的相對(duì)移動(dòng)稱為電滲(electro-osmosis)。其產(chǎn)生的原因是固體支持物多孔,且?guī)в锌山怆x的化學(xué)基團(tuán),因此常吸附溶液中的正離子或負(fù)離子,使溶液相對(duì)帶負(fù)電或正電。如以濾紙作支持物時(shí),紙上纖維素吸附OH 帶負(fù)電荷,與紙接觸的水溶液因產(chǎn)生H3O+,帶正電荷移向負(fù)極,若質(zhì)點(diǎn)原來在電場(chǎng)中移向負(fù)極,結(jié)果質(zhì)點(diǎn)的表現(xiàn)速度比其固有速度要快,若質(zhì)點(diǎn)原來移向正極,表現(xiàn)速度比其固有速度要慢,可見應(yīng)盡可能選擇低電滲作用的支持物以減少電滲的影響。
 
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