电泳技术一基本原理

项目二　电泳技术

一、基本原理

带电粒子在外加电场中，向着与其电性相反的电极方向移动的现象称为电泳。利用电泳现象将混合物中各组分进行分离、鉴定的技术称为电泳技术。由于混合物中各组分所带电荷性质、电荷数量以及相对分子质量的不同，在同一电场的作用下，各组分泳动的速度也各异。因此，在移动一段时间后各组分便会集中到确定的位置上，呈现一条致密的区带，从而达到分离鉴定各组分的目的。

二、相关概念

带电粒子所带电荷的多少取决于分子性质及其所在介质的pH值及其组成。在电场中，假设带电粒子为球形且服从Stoke定律，带电粒子在电场中的电泳速度为：

式中：r为质点半径；η为介质黏滞系数；v为质点移动速度；Q为带电粒子的电量；E为电场强度。

为区别不同带电粒子的电泳特征，常采用电泳迁移率表示。电泳迁移率（u）表示单位电场强度下的电泳速度，粒子的迁移率在一定条件下取决于粒子本身的性质，即其所带电荷及大小和形状。

三、影响带电粒子移动速度的因素

1.待分离大分子的性质

待分离大分子所带的电荷、分子大小和形状都可影响电泳迁移率，分子带的电荷量越多，直径越小，形状越接近球形，则其电泳迁移速度越快。

2.缓冲液pH值和离子强度

缓冲液pH值距离待分离粒子等电点越远，粒子所带净电荷量就越大，电泳的速度也就越大。但是pH值过高或过低易引起生物分子变性，缓冲液通常要保持一定的离子强度。离子强度过低，则缓冲能力差，不易维持pH值恒定；离子强度过高，在待分离粒子周围形成较强的带相反电荷的离子扩散层（即离子氛），从而降低了粒子的带电量，使电泳速度减慢。一般所用离子强度在0.02～0.2之间。

3.电场强度

电场强度过高，易产热，样品和缓冲液扩散增加，条带增宽，生物分子易变性；电场强度过低，电泳时间延长，样品易扩散。当需要增大电场强度以缩短电泳时间时，须附有冷却装置。

4.电渗

电渗是指在电场中液体对固体支持物的相对移动。当电渗方向与电泳方向一致时，会加快颗粒泳动速度；反之，当两者方向相反时，会减慢颗粒泳动速度。

5.支持介质的筛孔

支持介质的筛孔越小，则颗粒在移动的过程中所受到的阻力也就越大。

四、电泳分类

（1）按支持介质的不同可分为：纸电泳（paper electrophoresis）、醋酸纤维薄膜电泳（cellulose acetate electrophoresis）、琼脂糖凝胶电泳（agarose gel electrophoresis）、聚丙烯酰胺凝胶电泳（polyacrylamide gel electrophoresis，PAGE）、SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS－PAGE）。

（2）按支持介质的装置形式不同可分为：水平式电泳、垂直板式电泳、垂直盘式电泳。

五、操作

电泳的一般操作程序包括支持介质的准备、加样、电泳、固定、染色、脱色、定性观察及定量观察等过程。