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电泳

2023-03-05 19:31自然百科人已围观

[拼音]：dianyong

[外文]：electrophoresis

荷电颗粒或分子在电场中的泳动。1927年A.蒂塞利乌斯设计完全在液相中泳动的移动界面电泳，开创了电泳法分离蛋白质的先例。将待分离蛋白质溶液置于U形管中，其上覆以缓冲溶液，两端通以电流。在电泳时，各蛋白质向其相反电极的方向移动，通过光学折射系统，可察见各蛋白质移动的界面。但此法构造复杂，价格昂贵，难以普及使用。随后在固相支持体中进行带状电泳，又设计出等电聚焦电泳、免疫电泳等，电泳技术日臻完美，应用范围日趋广泛。在临床医学中可利用电泳分析电液蛋白质各组分（如血浆脂蛋白）的比例失调，或某组分的丢失（如无γ球蛋白血症），或某异常成分（如异常血红蛋白）的出现，有助于诊断许多疾病。对蛋白尿的鉴别诊断亦颇有帮助。利用双向电泳可将细胞内上千种蛋白质成分分开，这一技术已开始应用于临床医学以诊断疾病。

原理

分子在电场中的泳动速度 (v)决定于其外加电场强度(E)，以及与其分子的大小形状关连的摩擦系数(┃)和荷电状况(q)

v=Eq/┃

在电泳过程中，外加电场强度 (E)是恒定的，分子的泳动速率（μ，单位电场下的迁移速度）等于q/┃，分子荷电多，颗粒小，呈球状（而非纤维状）者，泳动速率快;反之则慢。故电泳可将各种不同的蛋白质分开，通过染色可显出各蛋白质的区带。鉴于同种蛋白质分子在同一电泳条件下的泳动速率必然相同，因此电泳可用以确定蛋白质的纯度;若与已知的标准蛋白质同时电泳，还可鉴定该蛋白质。

种类

电泳可按不同的标准分类：

（1）按照电泳支持体的不同，发展成各种带状电泳。如支持体为滤纸者称纸上电泳，其他的支持体尚有醋酸纤维薄膜，淀粉凝胶，聚丙烯酰胺凝胶（由丙烯酰胺及甲叉双丙烯酰胺聚合而成，因二者的浓度及比例不同，可构成大小不同的凝胶孔径），以及琼脂糖凝胶等（因琼脂糖凝胶孔径大，适用于分离大分子核酸）。通常血浆蛋白质在纸上电泳或醋酸纤维薄膜电泳中，可分成清蛋白、α 球蛋白、β球蛋白及γ球蛋白诸带；而在聚丙烯酰胺凝胶电泳中则可进一步分成三十余条带。

（2）按照分子的荷电状况的不同，发展成二类。等电聚焦电泳(IEF)，是将两性电解质固定于支持体上，外加电场时，因处于各部位上的两性电解质受两端电场强度的影响不同，其解离状态不一，形成了一系列的pH梯度。当蛋白质泳动至某部位，该部位的pH正好与其等电点相同时，该蛋白质就在该处停留不动，这样可将不同等电点的蛋白质分开。SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳。这是蛋白质在含有十二烷基磺酸钠 (SDS)的缓冲液中进行电泳。蛋白质分子均因带上SDS而荷负电。平均每克蛋白质约结合1.4克SDS，且蛋白质的三维结构均被破坏而变性伸展，形状一致，因此泳动速率只与分子的大小有关。可借以测定蛋白质的分子量。

（3）联合两种不同的电泳方式。双向电泳即 SDS-IEF凝胶电泳。这是基于IEF对泳动率的决定因素是分子的电荷；而 SDS电泳则是基于分子量的大小。故若首先进行IEF，然后换成垂直方向，进行SDS电泳，两者配合，在同一张凝胶片上可同时分离上千种蛋白质，转移电泳。这是因为在凝胶电泳后难以用免疫化学或酶反应染色，也难以对核酸进行杂交鉴定。乃通过转移电泳，将凝胶上已分开的各带，通过转移电泳，转移至硝酸纤维素薄膜上，方可进行特殊染色，或分子杂交，或进一步进行序列分析等。

近年来电泳技术更向微量化，快速化，自动化及高分辨力发展，如毛细管电泳等，成为生物化学实验研究中最重要的手段之一。

参考文章