電泳技術(shù)基本原理
任何一種物質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)，由于基本身在溶液中的解離或由于其表面對(duì)其他 帶電質(zhì)點(diǎn)的吸附，會(huì)在電場(chǎng)中向一定的電極移動(dòng)。倒如，氨基酸、蛋白質(zhì)、 酶、激素、核酸及其衍 生物 等物質(zhì)都具有許多可解離的酸性和堿性基因，它 們?cè)谌芤褐袝?huì)解離而帶電。一般說來，在堿性溶液中（即溶液的pH 值大于 等電點(diǎn)pI），分子帶負(fù)電荷，在電場(chǎng)中向正極移動(dòng)。而在酸性溶液中，分子 帶正電荷，在電場(chǎng)中分子向負(fù)極移動(dòng)。移動(dòng)的速度取決于帶電的多少和分子 的大小。
不同的質(zhì)點(diǎn)在同一電場(chǎng)中泳動(dòng)速度不同，常用泳動(dòng)度（或遷移率）來表 示。泳動(dòng)度的定義是帶電質(zhì)點(diǎn)在單位電場(chǎng)強(qiáng)度下的泳動(dòng)速度。
泳動(dòng)度首先取決于帶電質(zhì)點(diǎn)的性質(zhì)，即質(zhì)點(diǎn)所帶凈電荷的量、質(zhì)點(diǎn)的大 小和質(zhì)點(diǎn)的形狀。一般來說，質(zhì)點(diǎn)所帶凈電荷越多，質(zhì)點(diǎn)直徑越小，越接近 于球形，則在電場(chǎng)中的泳動(dòng)速度越快；反之，則越慢。泳動(dòng)度除受質(zhì)點(diǎn)本身 性質(zhì)的影響外，還受其他外界因素的影響，如溶液的粘度等。影響泳動(dòng)速度 的主要外界因素還有下列幾種：
（一）電場(chǎng)強(qiáng)度（電勢(shì)梯度）
電場(chǎng)強(qiáng)度是指cm 的電壓降，它對(duì)泳動(dòng)速度起著十分重要的作用。例如， 紙上電泳的支持物濾紙兩端相距20cm，如電壓降為200V，則電場(chǎng)強(qiáng)度為 200V/20cm=10V/cm。電場(chǎng)強(qiáng)度越高，帶電質(zhì)點(diǎn)移動(dòng)速度越快，根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng) 度的大小，可將電泳分為常壓（100~500V）電泳和高壓（500~10000V）電 泳。常壓電泳的電場(chǎng)強(qiáng)度一般為2~10V/cm，電泳分離時(shí)間較長，有時(shí)需要 幾小時(shí)至幾天；高壓電泳的電場(chǎng)強(qiáng)度為20~200V/cm，電泳分離時(shí)間較短， 有時(shí)僅需幾分鐘。常壓電泳多用于分離蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)，而高壓電泳則 用來分離 氨基酸 、小肽、核苷酸等小分子物質(zhì)。在生產(chǎn)中有時(shí)需要進(jìn)行快速 的中間分析，如果沒有高壓電泳設(shè)備，可以把常壓電泳小型化，縮短濾紙兩 端距離，也可達(dá)到高壓快速的目的。如將原來兩端相距20cm 的濾紙改為 5cm，外加電壓仍為200v，電場(chǎng)強(qiáng)度則變?yōu)?0v/cm，這樣就加快了電泳速 度。
（二）溶液的pH 值
溶液的pH 值決定帶電質(zhì)點(diǎn)解離的程度，也決定物質(zhì)質(zhì)點(diǎn)所帶凈電荷的 多少。對(duì)蛋白質(zhì)、 氨基酸 等兩性電解質(zhì)而言，pH 值距等電點(diǎn)越遠(yuǎn)，質(zhì)點(diǎn)所 帶凈電荷越多，泳動(dòng)速度也越快；反之，則越慢。因此，當(dāng)分離某一蛋白質(zhì) 混合物時(shí),應(yīng)選擇一個(gè)合適的pH 值，使各種蛋白質(zhì)所帶凈電荷的量差異較 大，以利于分離。為了使電泳過程中溶液的pH 值恒定，必須采用緩沖溶液。
（三）溶液的離子強(qiáng)度
離子強(qiáng)度代表所有類型的離子所產(chǎn)生的靜電力，也就是全部的離子效應(yīng)， 它取決于離子電荷的總數(shù)，而與溶液中鹽類的性質(zhì)無關(guān)。溶液的離子強(qiáng)度越 高，帶電質(zhì)點(diǎn)的泳動(dòng)速度越慢；離子強(qiáng)越低，質(zhì)點(diǎn)泳動(dòng)的速度越快。一般最 適合的離子強(qiáng)度在0.02~0.2 之間.
在稀溶液中，離子強(qiáng)度的計(jì)算方法，是將每一離子濃度乘以其價(jià)數(shù)的平 方，再將所有乘積相加，以2 除和。計(jì)算公式如下：
離子強(qiáng)度（I）=0.5ΣCZZ
式中：C 為離子的摩爾濃度（mol/L）；
Z 為離子的價(jià)數(shù)。
（四）電滲現(xiàn)象
液體在電場(chǎng)中對(duì)于一個(gè)固體支持物的相對(duì)移動(dòng)，稱為電滲現(xiàn)象。例如， 在紙電泳時(shí)，由于紙上帶有負(fù)電荷，而與紙接觸的水溶液因?yàn)殪o電感應(yīng)帶有 正電荷，在電場(chǎng)的作用下溶液便向負(fù)極移動(dòng)并帶動(dòng)著質(zhì)點(diǎn)向負(fù)極移動(dòng)。假如 這時(shí)進(jìn)行電泳，則質(zhì)點(diǎn)移動(dòng)的表面速度是質(zhì)點(diǎn)移動(dòng)速度和由于溶液移動(dòng)而產(chǎn) 生的電滲速度的加和。若質(zhì)點(diǎn)原來向負(fù)極移動(dòng)，則其表面速度比電泳速度快。 若質(zhì)點(diǎn)原來向正極移動(dòng)，則其表面速度比電泳速度慢。因此，在電泳時(shí)應(yīng)盡 量避免使用具有高電滲作用的支持物。
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