電泳係統原理

電泳是指帶電顆粒在電場的作用下發生遷移的過程。許多重要的生物分子，如氨基酸、多肽、蛋白質、核苷酸、核酸等都具有可電離基團，它們(men) 在某個(ge) 特定的pH值下可以帶正電或負電，在電場的作用下，這些帶電分子會(hui) 向著與(yu) 其所帶電荷極性相反的電極方向移動。電泳技術就是利用在電場的作用下，由於(yu) 待分離樣品中各種分子帶電性質以及分子本身大小、形狀等性質的差異，使帶電分子產(chan) 生不同的遷移速度，從(cong) 而對樣品進行分離、鑒定或提純的技術。

電泳裝置主要包括兩(liang) 個(ge) 部分：電源和電泳槽。電源提供直流電，在電泳槽中產(chan) 生電場，驅動帶電分子的遷移。電泳槽可以分為(wei) 水平式和垂直式兩(liang) 類。垂直板式電泳是較為(wei) 常見的一種，常用於(yu) 聚丙烯酰胺凝膠電泳中蛋白質的分離。電泳槽中間是夾在一起的兩(liang) 塊玻璃板，玻璃板兩(liang) 邊由塑料條隔開，在玻璃平板中間製備電泳凝膠，凝膠的大小通常是12cm ´ 14 cm，厚度為(wei) 1mm～2 mm，近年來新研製的電泳槽，膠麵更小、更薄，以節省試劑和縮短電泳時間。製膠時在凝膠溶液中放一個(ge) 塑料梳子，在膠聚合後移去，形成上樣品的凹槽。水平式電泳，凝膠鋪在水平的玻璃或塑料板上，用一薄層濕濾紙連接凝膠和電泳緩衝(chong) 液，或將凝膠直接浸入緩衝(chong) 液中。由於(yu) pH值的改變會(hui) 引起帶電分子電荷的改變，進而影響其電泳遷移的速度，所以電泳過程應在適當的緩衝(chong) 液中進行的，緩衝(chong) 液可以保持待分離物的帶電性質的穩定。

電泳過程必須在一種支持介質中進行。Tiselius等在1937年進行的自由界麵電泳沒有固定支持介質，所以擴散和對流都比較強，影響分離效果。於(yu) 是出現了固定支持介質的電泳，樣品在固定的介質中進行電泳過程，減少了擴散和對流等幹擾作用。初的支持介質是濾紙和醋酸纖維素膜，目前這些介質在實驗室已經應用得較少。在很長一段時間裏，小分子物質如氨基酸、多肽、糖等通常用濾紙或纖維素、矽膠薄層平板為(wei) 介質的電泳進行分離、分析，但目前則一般使用更靈敏的技術如HPLC等來進行分析。這些介質適合於(yu) 分離小分子物質，操作簡單、方便。但對於(yu) 複雜的生物大分子則分離效果較差。凝膠作為(wei) 支持介質的引入大大促進了電泳技術的發展，使電泳技術成為(wei) 分析蛋白質、核酸等生物大分子的重要手段之一。初使用的凝膠是澱粉凝膠，但目前使用得多的是瓊脂糖凝膠和聚丙烯酰胺凝膠。蛋白質電泳主要使用聚丙烯酰胺凝膠。