一、前言
电泳现象早在1809年已被发现,但其实际应用却萌芽于约100年之后的1907年,有 人曾研究过白喉毒素在琼脂中的电泳,但那时尚未引起人们的重视,又过了 30年,到 1937年,Tiselius才制成了界面电泳仪,并应用于蛋白质的研究,从那时起,电泳法作为 一种研究生物科学工具的重要性才逐渐为人们所认识。但界面电泳仪(亦称自由电泳 仪)构造复杂,价格昂贵,难于普及使用。至1950年,以纸为支持物的区带电泳,即纸 电泳首次被介绍以来,因其设备简单,操作方便,性能良好,普遍受到欢迎。此后,电 泳技术的发展非常迅速。在采用支持物方面,有醋酸纤维薄膜、淀粉、琼脂、琼脂糖、聚 丙烯酰胺凝胶等。在电泳分离方式上有水平板状和垂直柱状。为了提高对物质分离的分 辨率,目前已有电泳技术与层析法、免疫学方法等结合使用,可使分辨检验物质达ng/ml 水平。电泳方法是目前研究蛋白质和核酸的重要手段。
二、 原 理
很多在生物学上有重要意义的分子,如氨基酸、多肽、蛋白质和核酸,都具有可电 离的基团,在溶液中能够形成带电荷的离子,因而,它们在电场的作用下就会发生移动。 由于各种分子所带净电荷的多少不同,它们在电场中移动的速度也就不同。不同物质的 电泳速度常用迁移率(泳动速度)来表示。其含义是带电颗粒在单位电场强度下的泳动 速度,各种带电物质在一定条件下测得的迁移率是一物理常数。迁移率的大小与该物质所 带的电荷量和电场强度以及摩擦系数有关。
带电颗粒在电场中的移动速度与颗粒带电荷量以及电场强度成正比,与摩擦系数成 反比,而摩擦系数又决定于颗粒的大小、形状以及所在介质的粘滞系数。如果电泳物质 基本是球形的,则摩擦系数为6;rrn,那么,则带电颗粒的迁移率为:
实际电泳中,带电颗粒是在缓冲液内移动的,该缓冲液的酸碱度将决定电泳物质颗 粒的带电荷性质和数量,而缓冲液的离子强度则和电场中电泳介质的粘滞系数成正比,也 就是说电泳速度与缓冲液离子强度成反比。
电泳技术能分离各种物质的原理,是利用各物质的迁移率差别。在同一电场和同一时间 的条件下,各种物质的移动距离就不同。根据公式,某物质(A)在电场中移动的距离.
所以在同一条件下,当两物质在电泳时,由于迁移率不同,经电泳一定时间后,两物质 就能分开。而分离的距离与电压和电泳时间成正比,与电场距离(支持物的长度)成反比。