一、基本概念

　　目前电泳技术已被广泛应用于蛋白质、核酸和氨基酸等物质的分离和鉴定。

　　何谓电泳?在溶液中，带电粒子在外加电场的作用下，向相反电极方向移动的现象，称为电泳。电泳时不同的带电粒子在同一电场中泳动速度不同。电泳速度常用泳动率(M)来表示。泳动率也称迁移率。它等于泳动速度(V)与电场强█度(E)之比(1 式)，亦即带电粒子在单位电场〗强度下的泳动速度称泳动率。

　　在式(2)中，L为泳动距离，t 为通电时间;在式3中，V为加在支持物两端的端电压，d为支持物的有效长度。

　　将式 2和式3代入式1得：

　　由式4可知，当d、L、V及t等数值∞为已知时(实验测得)，可︻以计算求得泳动率M的值。

　　二、影响泳动率的因素

　　根据物理ω　学原理，带电粒子在电场中所受电场力(F)等于电场强度与粒子所带电量的乘积

　　F=E Q

　　在上式中，E为电场强度，Q为粒子所带〇电量。

　　又据 Stokes 定律，一个球形分子在溶液中泳动时，受ξ到的阻力(F/)与△球形分子的半径(r)、溶液的粘度( η) 及泳动速度(v)成正比，其比例系数为6π。即：

　　F/=6πrηv

　　当带电粒子所受的电场力F与阻力F/相等时，即F= F/，就有

　　E Q = 6πrηv

　　7 式两端同时除▓6πrηE，得：

　　由上式可见，泳动率与球形分子所带电荷电量成正比，与球︾形分子的大小及介质粘度成反比。泳动率除受上述自身性质及介质粘度的影响外，还受其他外界因素的影响。

　　1、电泳介质pH值的影响

　　对于蛋白质▲和氨基酸等两性分子，电泳介质的pH值决定了它们所带净电Ψ荷性质和多少。pH 值小于等电点，分子带正电荷，向负极泳动，如果pH 值大于等电点，分子带负电荷，向正↘极泳动。pH 值偏离等电㊣　点越远，分子所带净电荷越多，其泳动速度越快。当缓冲液pH值等于其等电▆点时，分子处于等电状态，不移动。由于血清蛋白质的等电点多∑在pH4-6之间，因此，分离血清蛋白常用pH8.6的巴比妥缓冲液或三羟甲基氨基甲烷(Tris)缓冲液。

　　2、缓冲液「的离子强度

　　离子强度是△表示溶液中电荷数量的一种量度。离子强度等于溶液中各种离子的摩浓度与其价数平方之积总和的一半

　　I = 1/2 Σm iZ i 2

　　式中mi系离子的摩尔浓度，Zi为相应离子的价数。

　　例 1 两个单价离子化合物(如NaCl)离子强度在数值上等于它的摩尔←浓度，如0.05mol/L NaCl溶液的离子强度

　　I = 1/2 (0.05×12 +0.05×12)=0.05

　　例2 两个二价化合物(CuSO4)的离子强度№在数值上等于它的摩尔浓度的4 倍，例如0.05mol/L CuSO4溶液的离子强度

　　I = 1/2 (0.05×12 +0.05×12)=0.20

　　溶液中的离子浓度越大、或离子的价↑数越高，离子强度∮就越大。对缓冲液来说，离子强度过低主要是影响缓冲液╲的缓冲容量，不易维持√介质pH的恒定;离子强度过高，带电粒子的电泳速度减慢。这是由于带电的生物大分子吸附溶液中的反电荷离子(图4-1)形成反离∞子氛，犹如大◢气层包围地球。距离中心离子愈近，反离子密度愈大;反之，密度愈小。根据反离子与中心离子结合的紧密程度不同，可将反离子层分为吸附层和扩散层。在电场的作用下，吸附层的反离子随中心离子一起泳动。离子强度越大，吸附层』反离子越多，泳动粒子团的卐净电荷越少，泳动速度也就越慢。

　　3、电渗

　　在电场中，液体对于固体支持物的相对移动称为电渗。电渗是由于支持物带有电荷所引起的。支持物上的电荷使介质中的水感应产生※相反电荷。如纸上电※泳所用的滤纸纤维素带有负电荷;琼脂电泳♂中，所用的琼脂由于大量硫酸根的存在也带有负电荷，它们使水感应产生水合氢离子(H+3O)。在外电场的作用下，水向负极移↘动。如果被测定样品也带正电荷，则移动更∏快;如果被⊙测定样品带负电荷，则移动减慢。所以电泳时，颗粒泳动所表现的速度决定于颗粒本身的泳动速度和溶液的电渗作用。因此在选用支持物时，应尽量避免高电渗作用㊣　的物质。

　　4、电场强度的影响

　　电场强度增高，带电粒子受到的电场力增大，泳动速度加快，但泳动率不变。随着电场★强度的增高，电流强度增加，产热也增多。产热的不△良后果是：

　　(1)引起水的蒸发，改变溶液pH 及离子强度;

　　(2)引起介质温度升高，使蛋白质变性。因此电泳必需控制电压在一定范围之内，当进〓行高压电泳时，必需装备有○效的冷却系统。

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