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 电泳(electrophoresis)就是在电场作用下,带电胶体颗粒向着与其电性相反的电极移动,其分离原理是基于生物大分子的电荷密度。电泳作为一种生化分离手段已广泛用于生物大分子的分离、纯化、分析、制备,以及用于测定它们的分子量、等电点等。现在,电泳已成为生命科学、医学等领域以及制药业、农林业、食品工业、生物工程、环境工程和工业分析等行业中经常使用的实验手段。相对于其他蛋白质分离与纯化手段,电泳具有操作温和、特异性高、分辨率高等优点。现在被广泛使用的电泳都是以凝胶作为支持介质的。
分类
(1)按电泳的分离原理来分
① 移界电泳 样品分子在自由溶液中迁移,从而引起界面的移动。这是最早的电泳方式,现已被取代。
② 区带电泳 样品分子在介质上或介质中迁移,最终被分离成独立的区带,这是现在最常用的电泳方式。包括PAGE,SDS-PAGE等。
③ 稳态电泳 样品分子的电泳迁移在一定时间后达到一个稳态。包括等电聚焦和等速电泳。
(2)按有无固体支持物来分
① 自由电泳 样品在自由溶液中迁移。如移界电泳,某些等速电泳,柱电泳等。
② 支持物电泳 电泳在固体支持物中进行,这是应用最多的电泳方式。如PAGE,免疫电泳,等电聚焦,等速电泳等。
(3)按用途及介质、电泳装置分类 本章主要介绍以下几种电泳:
① 常规聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE);
②SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE);
③ 等电聚焦(载体两性电解质及固相pH 梯度);
④ 双向电泳;
⑤ 免疫电泳;
⑥ 蛋白质印迹;
⑦ 毛细管电泳。
影响电泳速度的内在因素
蛋白质分子的氨基酸组成决定其在某个pH 条件下的电性和电量,进而决定它的电泳速度;蛋白质分子的形状与大小也影响它的电泳速度
影响电泳速度的外在因素
(1)溶液pH 决定带电颗粒的电性和电量,因此需选择合适的pH,使欲分离的各种蛋白质所带电荷的电性相同但是电量有较大的差异,以利于彼此的分离。
(2)溶液离子强度 离子强度越低,则欲分离组分的迁移速度越快;但离子强度太低则缓冲能力太小,因此合适的离子强度范围在0.01~0.2mol/L之间。
(3)电场强度 越大则带电颗粒迁移越快,电泳时间越短;反之迁移慢,电泳时间长。
(4)电渗现象 流动相相对于固体支持介质的移动即为电渗,电渗是由于电泳支持介质上含有带电基团,从而吸附流动相向正极或负极移动。电泳时,带电颗粒的迁移速度是颗粒本身的迁移速度与由于电渗携带颗粒的移动速度之矢量和。为消除电渗现象,可选择无电渗的电泳介质。
(5)电泳支持介质 要求介质均匀,对样品吸附力小。
(6)温度 电泳过程中会产热,造成样品扩散及烧胶,因此需控制电压或电流,或安装冷却系统。
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