
文章插圖
概述:帶電顆粒在電場(chǎng)作用下,向著與其電性相反的電極移動(dòng),稱為電泳(electrophoresis, EP) 。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) 。1807年,由俄國(guó)莫斯科大學(xué)的斐迪南·弗雷德里克·羅伊斯(Ferdinand Frederic Reuss)最早發(fā)現(xiàn) 。
1936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) 。
中文名:電泳,外文名:Electrophoresis;應(yīng)用學(xué)科:化學(xué)
提出者:斐迪南·弗雷德里克·羅伊斯;提出時(shí)間:1807年
電泳現(xiàn)象
圖1.電泳儀外觀
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(yáng)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 。
電荷移動(dòng)規(guī)律
圖2.實(shí)驗(yàn)室內(nèi)電泳儀放置圖
利用電泳可以確定膠體微粒的電性質(zhì),向陽(yáng)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(yáng)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(yáng)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(yáng)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 。
電泳分類
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)速度最快的離子走在最前面,其他離子依電極速度快慢順序排列,形成不同的區(qū)帶 。只有第一個(gè)區(qū)帶的界面是清晰的,達(dá)到完全分離,其中含有電泳速度最快的離子,其他大部分區(qū)帶重疊 。
圖3. 電泳圖譜
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 。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 。
等電聚焦電泳(cIEF)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)最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,分辨率極高 。
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