電泳 

  electrophoresis 

  簡單說電泳就是把某些物質(zhì)放在一個(gè)可以游泳的地方（某種基質(zhì)），然后在這個(gè)泳池的兩端加上電壓，讓這種物質(zhì)在里面游起來，以達(dá)到某種實(shí)驗(yàn)或應(yīng)用目的。  

什么是電泳  

  溶液中帶電粒子（離子）在電場(chǎng)中移動(dòng)的現(xiàn)象。利用帶電粒子在電場(chǎng)中移動(dòng)速度不同而達(dá)到分離的技術(shù)稱為電泳技術(shù)。1937 年瑞典學(xué)者 A.W.K.蒂塞利烏斯設(shè)計(jì)制造了移動(dòng)界面電泳儀 ，分離了馬血清白蛋白的3種球蛋白，創(chuàng)建了電泳技術(shù)。 

  在確定的條件下，帶電粒子在單位電場(chǎng)強(qiáng)度作用下，單位時(shí)間內(nèi)移動(dòng)的距離（即遷移率）為常數(shù)，是該帶電粒子的物化特征性常數(shù)。不同帶電粒子因所帶電荷不同，或雖所帶電荷相同但荷質(zhì)比不同，在同一電場(chǎng)中電泳，經(jīng)一定時(shí)間后，由于移動(dòng)距離不同而相互分離。分開的距離與外加電場(chǎng)的電壓與電泳時(shí)間成正比。 

  在外加直流電源的作用下，膠體微粒在分散介質(zhì)里向陰極或陽極作定向移動(dòng)，這種現(xiàn)象叫做電泳。利用電泳現(xiàn)象使物質(zhì)分離，這種技術(shù)也叫做電泳。膠體有電泳現(xiàn)象，證明膠體的微粒帶有電荷。各種膠體微粒的本質(zhì)不同，它們吸附的離子不同，所以帶有不同的電荷。利用電泳可以確定膠體微粒的電性質(zhì)，向陽極移動(dòng)的膠粒帶負(fù)電荷，向陰極移動(dòng)的膠粒帶正電荷。一般來講，金屬氫氧化物、金屬氧化物等膠體微粒吸附陽離子，帶正電荷；非金屬氧化物、非金屬硫化物等膠體微粒吸附陰離子，帶負(fù)電荷。因此，在電泳實(shí)驗(yàn)中，氫氧化鐵膠體微粒向陰極移動(dòng)，三硫化二砷膠體微粒向陽極移動(dòng)。利用電泳可以分離帶不同電荷的溶膠。例如，陶瓷工業(yè)中用的粘土，往往帶有氧化鐵，要除去氧化鐵，可以把粘土和水一起攪拌成懸浮液，由于粘土粒子帶負(fù)電荷，氧化鐵粒子帶正電荷，通電后在陽極附近會(huì)聚集出很純凈的粘土。工廠除塵也用到電泳。利用電泳還可以檢出被分離物，在生化和臨床診斷方面發(fā)揮重要作用。本世紀(jì)40年代末到50年代初相繼發(fā)展利用支持物進(jìn)行的電泳，如濾紙電泳，醋酸纖維素膜電泳、瓊脂電泳；50年代末又出現(xiàn)淀粉凝膠電泳和聚丙烯酰胺凝膠電泳等。目前，電泳技術(shù)已廣泛應(yīng)用于分析化學(xué)、生物化學(xué)、臨床化學(xué)、藥理學(xué)、免疫學(xué)、微生物學(xué)、遺傳學(xué)等科學(xué)中。    

  按分離原理的不同，電泳分為 4類：移動(dòng)界面電泳、區(qū)帶電泳、等電聚焦電泳和等速電泳（見圖）。   ①移動(dòng)界面電泳是將被分離的離子（如陰離子）混合物置于電泳槽的一端（如負(fù)極），在電泳開始前，樣品與載體電解質(zhì)有清晰的界面。電泳開始后，帶電粒子向另一極（正極）移動(dòng)，泳動(dòng)速度**快的離子走在**前面，其他離子依電極速度快慢順序排列，形成不同的區(qū)帶。只有**個(gè)區(qū)帶的界面是清晰的，達(dá)到完全分離，其中含有電泳速度**快的離子，其他大部分區(qū)帶重疊（圖a）。 

  ②區(qū)帶電泳是在一定的支持物上，于均一的載體電解質(zhì)中，將樣品加在中部位置，在電場(chǎng)作用下，樣品中帶正或負(fù)電荷的離子分別向負(fù)或正極以不同速度移動(dòng)，分離成一個(gè)個(gè)彼此隔開的區(qū)帶（ 圖b ）。區(qū)帶電泳按支持物的物理性狀不同，又可分為紙和其他纖維膜電泳、粉末電泳、凝膠電泳與絲線電泳。   ③等電聚焦電泳是將兩性電解質(zhì)加入盛有pH梯度緩沖液的電泳槽中，當(dāng)其處在低于其本身等電點(diǎn)的環(huán)境中則帶正電荷，向負(fù)極移動(dòng)；若其處在高于其本身等電點(diǎn)的環(huán)境中，則帶負(fù)電向正極移動(dòng)。當(dāng)泳動(dòng)到其自身特有的等電點(diǎn)時(shí)，其凈電荷為零，泳動(dòng)速度下降到零，具有不同等電點(diǎn)的物質(zhì)**后聚焦在各自等電點(diǎn)位置 ，形成一個(gè)個(gè)清晰的區(qū)帶（ 圖c ），分辨率極高。 

  ④等速電泳是在樣品中加有**離子（其遷移率比所有被分離離子的大）和終末離子（其遷移率比所有被分離離子的?。瑯悠芳釉?*離子和終末離子之間，在外電場(chǎng)作用下，各離子進(jìn)行移動(dòng)，經(jīng)過一段時(shí)間電泳后，達(dá)到完全分離。被分離的各離子的區(qū)帶按遷移率大小依序排列在**離子與終末離子的區(qū)帶之間。由于沒有加入適當(dāng)?shù)闹С蛛娊赓|(zhì)來載帶電流 ，所得到的區(qū)帶是相互連接的（圖d），且因“ 自身校正”效應(yīng)，界面是清晰的，這是與區(qū)帶電泳不同之處。 

  電泳分離原理示意圖 a 移動(dòng)界面電泳 b 區(qū)帶電泳 c 等電聚焦電泳 d 等速電泳 L **離子 T 終末離子   應(yīng)用  

  電泳已日益廣泛地應(yīng)用于分析化學(xué)、生物化學(xué)、臨床化學(xué)、毒劑學(xué)、藥理學(xué)、免疫學(xué)、微生物學(xué)、食品化學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域。在直流電場(chǎng)中，帶電粒子向帶符號(hào)相反的電極移動(dòng)的現(xiàn)象稱為電泳（electropho-resis）。1809年俄國物理學(xué)家Peнce首先發(fā)現(xiàn)了電泳現(xiàn)象，但直到1937年瑞典的Tiselius建立了分離蛋白質(zhì)的界面電泳（boundary electrophoresis）之后，電泳技術(shù)才開始應(yīng)用。本世紀(jì)60-70年代，當(dāng)濾紙、聚丙烯酰胺凝膠等介質(zhì)相繼引入電泳以來，電泳技術(shù)得以迅速發(fā)展。豐富多彩的電泳形式使其應(yīng)用十分廣泛。電泳技術(shù)除了用于小分子物質(zhì)的分離分析外，**主要用于蛋白質(zhì)、核酸、酶，甚**病毒與細(xì)胞的研究。由于某些電泳法設(shè)備簡單，操作方便，具有高分辨率及選擇性特點(diǎn)，已成為醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)中常用的技術(shù)。 

  電泳又名 —— 電著 ( 著 ) ，泳漆，電沉積。創(chuàng)始于二十世紀(jì)六十年代，由福特汽車公司**先應(yīng)用于汽車底漆。由于其出色的防腐、防銹功能，很快在軍工行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。近幾年才應(yīng)用到日用五金的表面處理。由于其優(yōu)良的素質(zhì)和高度環(huán)保，正在逐步替代傳統(tǒng)油漆噴涂。    電泳原理：  #p#分頁標(biāo)題#e#

  電泳是電泳涂料在陰陽兩極，施加于電壓作用下，帶電荷之涂料離子移動(dòng)到陰極，    并與陰極表面所產(chǎn)生之堿性作用形成不溶解物，沉積于工件表面。    它包括四個(gè)過程：   

  1 ）電解（分解）  

  在陰極反應(yīng)**初為電解反應(yīng)，生成氫氣及氫氧根離子 OH ，此反應(yīng)造成陰極面形成    一高堿性邊界層，當(dāng)陽離子與氫氧根作用成為不溶于水的物質(zhì)，涂膜沉積，方程式    為： H2O→OH+H  

  2 ）電泳動(dòng)（泳動(dòng)、遷移）  

  陽離子樹脂及 H+ 在電場(chǎng)作用下，向陰極移動(dòng)，而陰離子向陽極移動(dòng)過程。    3 ）電沉積（析出）  

  在被涂工件表面，陽離子樹脂與陰極表面堿性作用，中和而析出不沉積物，沉    積于被涂工件上。    4 ）電滲（脫水）  

  涂料固體與工件表面上的涂膜為半透明性的，具有多數(shù)毛細(xì)孔，水被從陰極涂    膜中排滲出來，在電場(chǎng)作用下，引起涂膜脫水，而涂膜則吸附于工件表面，而    完成整個(gè)電泳過程。   

  電泳表面處理工藝的特點(diǎn)：   

  電泳漆膜具有涂層豐滿、均勻、平整、光滑的優(yōu)點(diǎn)，電泳漆膜的硬度、附著力、    耐腐、沖擊性能、滲透性能明顯優(yōu)于其它涂裝工藝。   電泳(楊學(xué)輝) 

  電泳(Electrophoresis)是指帶電荷的粒子或分子在電場(chǎng)中移動(dòng)的現(xiàn)象稱為電泳.大分子的蛋白質(zhì),多肽,病毒粒子,甚**細(xì)胞或小分子的氨基酸,核苷等在電場(chǎng)中都可作定向泳動(dòng).1937年Tiselius成功地研制了界面電泳儀進(jìn)行血清蛋白電泳,它是在一U型管的自由溶液中進(jìn)行的,電泳后用光學(xué)系統(tǒng)使各種蛋白所形成折光率差別成為曲線圖象,將血清蛋白分為白蛋白,α1-球蛋白,α2-球蛋白,β-球蛋白和γ-球蛋白五種,隨后,Wielamd 和Kanig 等于1948年采用濾紙條做載體,成功地進(jìn)行了紙上電泳.從那時(shí)起,電泳技術(shù)逐漸被人們所接受并予以重視,繼而發(fā)展以濾紙,各種纖維素粉,淀粉凝膠,瓊脂和瓊脂糖凝膠,醋酸纖維素薄膜,聚丙烯酰胺凝膠等為載體,結(jié)合增染試劑如銀氨染色,考馬斯亮藍(lán)等大大提高和促進(jìn)生物樣品著色與分辨能力,此外電泳分離和免疫反應(yīng)相結(jié)合,使分辨率不斷朝著微量和超微量(1ng～0.001ng)水平發(fā)展,從而使電泳技術(shù)獲得迅速推廣和應(yīng)用.在此主要介紹常用電泳的一般原理及其應(yīng)用.   (一)電泳的基本原理  

  生物大分子如蛋白質(zhì),核酸,多糖等大多都有陽離子和陰離子基團(tuán),稱為兩性離子.常以顆粒分散在溶液中,它們的靜電荷取決于介質(zhì)的H+濃度或與其他大分子的相互作用.在電場(chǎng)中,帶電顆粒向陰極或陽極遷移,遷移的方向取決于它們帶電的符號(hào),這種遷移現(xiàn)象即所謂電泳. 

  如果把生物大分子的膠體溶液放在一個(gè)沒有干擾的電場(chǎng)中,使顆粒具有恒定遷移速率的驅(qū)動(dòng)力來自于顆粒上的有效電荷Q和電位梯度E.它們與介質(zhì)的摩擦阻力f抗衡.在自由溶液中這種抗衡服從Stokes定律.   F=6πrvη 

  這里v是在介質(zhì)粘度為η中半徑為r的顆粒的移動(dòng)速度.但在凝膠中,這種抗衡并不完全符合Stokes定律.F取決于介質(zhì)中的其他因子,如凝膠厚度,顆粒大小,甚**介質(zhì)的內(nèi)滲等. 

  電泳遷移率(mbility)m規(guī)定為在電位梯度E的影響下,顆粒在時(shí)間t中的遷移距離d.