电泳和电镀.doc

1、电泳电 泳electrophoresis简 单 说 电 泳 就 是 把 某 些 物 质 放 在 一 个 可 以 游 泳 的 地 方 （ 某 种 基 质 ） ， 然 后 在 这 个 泳 池 的 两 端 加 上电 压 ， 让 这 种 物 质 在 里 面 游 起 来 ， 以 达 到 某 种 实 验 或 应 用 目 的 。 编 辑 本 段 什 么 是 电 泳溶 液 中 带 电 粒 子 （ 离 子 ） 在 电 场 中 移 动 的 现 象 。 利 用 带 电 粒 子 在 电 场 中 移 动 速 度 不 同 而 达 到 分 离 的技 术 称 为 电 泳 技 术 。 1937 年 瑞 典 学 者 A.W.K.

2、蒂 塞 利 乌 斯 设 计 制 造 了 移 动 界 面 电 泳 仪 ， 分 离 了 马 血清 白 蛋 白 的 3 种 球 蛋 白 ， 创 建 了 电 泳 技 术 。在 确 定 的 条 件 下 ， 带 电 粒 子 在 单 位 电 场 强 度 作 用 下 ， 单 位 时 间 内 移 动 的 距 离 （ 即 迁 移 率 ） 为 常 数 ，是 该 带 电 粒 子 的 物 化 特 征 性 常 数 。 不 同 带 电 粒 子 因 所 带 电 荷 不 同 ， 或 虽 所 带 电 荷 相 同 但 荷 质 比 不 同 ，在 同 一 电 场 中 电 泳 ， 经 一 定 时 间 后 ， 由 于 移 动 距 离 不

3、同 而 相 互 分 离 。 分 开 的 距 离 与 外 加 电 场 的 电 压 与 电泳 时 间 成 正 比 。在 外 加 直 流 电 源 的 作 用 下 ， 胶 体 微 粒 在 分 散 介 质 里 向 阴 极 或 阳 极 作 定 向 移 动 ， 这 种 现 象 叫 做 电 泳 。利 用 电 泳 现 象 使 物 质 分 离 ， 这 种 技 术 也 叫 做 电 泳 。 胶 体 有 电 泳 现 象 ， 证 明 胶 体 的 微 粒 带 有 电 荷 。 各 种 胶体 微 粒 的 本 质 不 同 ， 它 们 吸 附 的 离 子 不 同 ， 所 以 带 有 不 同 的 电 荷 。 利 用 电 泳 可 以

4、确 定 胶 体 微 粒 的 电 性 质 ，向 阳 极 移 动 的 胶 粒 带 负 电 荷 ， 向 阴 极 移 动 的 胶 粒 带 正 电 荷 。 一 般 来 讲 ， 金 属 氢 氧 化 物 、 金 属 氧 化 物 等 胶体 微 粒 吸 附 阳 离 子 ， 带 正 电 荷 ； 非 金 属 氧 化 物 、 非 金 属 硫 化 物 等 胶 体 微 粒 吸 附 阴 离 子 ， 带 负 电 荷 。 因 此 ，在 电 泳 实 验 中 ， 氢 氧 化 铁 胶 体 微 粒 向 阴 极 移 动 ， 三 硫 化 二 砷 胶 体 微 粒 向 阳 极 移 动 。 利 用 电 泳 可 以 分 离 带不 同 电 荷 的

5、溶 胶 。 例 如 ， 陶 瓷 工 业 中 用 的 粘 土 ， 往 往 带 有 氧 化 铁 ， 要 除 去 氧 化 铁 ， 可 以 把 粘 土 和 水 一 起搅 拌 成 悬 浮 液 ， 由 于 粘 土 粒 子 带 负 电 荷 ， 氧 化 铁 粒 子 带 正 电 荷 ， 通 电 后 在 阳 极 附 近 会 聚 集 出 很 纯 净 的 粘土 。 工 厂 除 尘 也 用 到 电 泳 。 利 用 电 泳 还 可 以 检 出 被 分 离 物 ， 在 生 化 和 临 床 诊 断 方 面 发 挥 重 要 作 用 。 本 世纪 40 年 代 末 到 50 年 代 初 相 继 发 展 利 用 支 持 物 进 行

6、 的 电 泳 ， 如 滤 纸 电 泳 ， 醋 酸 纤 维 素 膜 电 泳 、 琼 脂 电 泳 ；50 年 代 末 又 出 现 淀 粉 凝 胶 电 泳 和 聚 丙 烯 酰 胺 凝 胶 电 泳 等 。 目 前 ， 电 泳 技 术 已 广 泛 应 用 于 分 析 化 学 、 生 物化 学 、 临 床 化 学 、 药 理 学 、 免 疫 学 、 微 生 物 学 、 遗 传 学 等 科 学 中 。 编 辑 本 段 电 泳 种 类按 分 离 原 理 的 不 同 ， 电 泳 分 为 4 类 ： 移 动 界 面 电 泳 、 区 带 电 泳 、 等 电 聚 焦 电 泳 和 等 速 电 泳 （ 见 图 ）。 移

7、动 界 面 电 泳 是 将 被 分 离 的 离 子 （ 如 阴 离 子 ） 混 合 物 置 于 电 泳 槽 的 一 端 （ 如 负 极 ） ， 在 电 泳 开 始前 ， 样 品 与 载 体 电 解 质 有 清 晰 的 界 面 。 电 泳 开 始 后 ， 带 电 粒 子 向 另 一 极 （ 正 极 ） 移 动 ， 泳 动 速 度 最 快 的离 子 走 在 最 前 面 ， 其 他 离 子 依 电 极 速 度 快 慢 顺 序 排 列 ， 形 成 不 同 的 区 带 。 只 有 第 一 个 区 带 的 界 面 是 清 晰的 ， 达 到 完 全 分 离 ， 其 中 含 有 电 泳 速 度 最 快 的 离

8、 子 ， 其 他 大 部 分 区 带 重 叠 （ 图 a） 。 区 带 电 泳 是 在 一 定 的 支 持 物 上 ， 于 均 一 的 载 体 电 解 质 中 ， 将 样 品 加 在 中 部 位 置 ， 在 电 场 作 用 下 ，样 品 中 带 正 或 负 电 荷 的 离 子 分 别 向 负 或 正 极 以 不 同 速 度 移 动 ， 分 离 成 一 个 个 彼 此 隔 开 的 区 带 （ 图 b ） 。 区 带 电 泳 按 支 持 物 的 物 理 性 状 不 同 ， 又 可 分 为 纸 和 其 他 纤 维 膜 电 泳 、 粉 末 电 泳 、 凝 胶 电 泳 与 丝 线 电泳 。 等 电 聚

9、焦 电 泳 是 将 两 性 电 解 质 加 入 盛 有 pH 梯 度 缓 冲 液 的 电 泳 槽 中 ， 当 其 处 在 低 于 其 本 身 等 电 点的 环 境 中 则 带 正 电 荷 ， 向 负 极 移 动 ； 若 其 处 在 高 于 其 本 身 等 电 点 的 环 境 中 ， 则 带 负 电 向 正 极 移 动 。 当 泳动 到 其 自 身 特 有 的 等 电 点 时 ， 其 净 电 荷 为 零 ， 泳 动 速 度 下 降 到 零 ， 具 有 不 同 等 电 点 的 物 质 最 后 聚 焦 在 各自 等 电 点 位 置 ， 形 成 一 个 个 清 晰 的 区 带 （ 图 c ） ， 分

10、辨 率 极 高 。 等 速 电 泳 是 在 样 品 中 加 有 领 先 离 子 （ 其 迁 移 率 比 所 有 被 分 离 离 子 的 大 ） 和 终 末 离 子 （ 其 迁 移 率 比所 有 被 分 离 离 子 的 小 ） ， 样 品 加 在 领 先 离 子 和 终 末 离 子 之 间 ， 在 外 电 场 作 用 下 ， 各 离 子 进 行 移 动 ， 经 过一 段 时 间 电 泳 后 ， 达 到 完 全 分 离 。 被 分 离 的 各 离 子 的 区 带 按 迁 移 率 大 小 依 序 排 列 在 领 先 离 子 与 终 末 离 子的 区 带 之 间 。 由 于 没 有 加 入 适 当 的

11、 支 持 电 解 质 来 载 带 电 流 ， 所 得 到 的 区 带 是 相 互 连 接 的 （ 图 d） ，且 因 “ 自 身 校 正 ”效 应 ， 界 面 是 清 晰 的 ， 这 是 与 区 带 电 泳 不 同 之 处 。电 泳 分 离 原 理 示 意 图 a 移 动 界 面 电 泳 b 区 带 电 泳 c 等 电 聚 焦 电 泳 d 等 速 电 泳 L 领 先 离 子 T 终 末 离 子 编 辑 本 段 应 用电 泳 已 日 益 广 泛 地 应 用 于 分 析 化 学 、 生 物 化 学 、 临 床 化 学 、 毒 剂 学 、 药 理 学 、 免 疫 学 、 微 生 物 学 、食 品 化

12、 学 等 各 个 领 域 。 在 直 流 电 场 中 ， 带 电 粒 子 向 带 符 号 相 反 的 电 极 移 动 的 现 象 称 为 电 泳（ electropho-resis） 。 1809 年 俄 国 物 理 学 家 Pece 首 先 发 现 了 电 泳 现 象 ， 但 直 到 1937 年 瑞 典 的Tiselius 建 立 了 分 离 蛋 白 质 的 界 面 电 泳 （ boundary electrophoresis） 之 后 ， 电 泳 技 术 才 开 始 应 用 。 本世 纪 60-70 年 代 ， 当 滤 纸 、 聚 丙 烯 酰 胺 凝 胶 等 介 质 相 继 引 入 电

13、泳 以 来 ， 电 泳 技 术 得 以 迅 速 发 展 。 丰 富多 彩 的 电 泳 形 式 使 其 应 用 十 分 广 泛 。 电 泳 技 术 除 了 用 于 小 分 子 物 质 的 分 离 分 析 外 ， 最 主 要 用 于 蛋 白 质 、核 酸 、 酶 ， 甚 至 病 毒 与 细 胞 的 研 究 。 由 于 某 些 电 泳 法 设 备 简 单 ， 操 作 方 便 ， 具 有 高 分 辨 率 及 选 择 性 特 点 ，已 成 为 医 学 检 验 中 常 用 的 技 术 。电 泳 又 名 电 着 ( 著 ) ， 泳 漆 ， 电 沉 积 。 创 始 于 二 十 世 纪 六 十 年 代 ， 由

14、福 特 汽 车 公 司 最 先 应用 于 汽 车 底 漆 。 由 于 其 出 色 的 防 腐 、 防 锈 功 能 ， 很 快 在 军 工 行 业 得 到 广 泛 应 用 。 近 几 年 才 应 用 到 日 用 五金 的 表 面 处 理 。 由 于 其 优 良 的 素 质 和 高 度 环 保 ， 正 在 逐 步 替 代 传 统 油 漆 喷 涂 。 电 泳 原 理 ： 电 泳 是 电 泳 涂 料 在 阴 阳 两 极 ， 施 加 于 电 压 作 用 下 ， 带 电 荷 之 涂 料 离 子 移 动 到 阴 极 ， 并 与 阴 极 表 面 所 产 生 之 碱 性 作 用 形 成 不 溶 解 物 ， 沉

15、积 于 工 件 表 面 。 它 包 括 四 个 过 程 ： 1 ） 电 解 （ 分 解 ） 在 阴 极 反 应 最 初 为 电 解 反 应 ， 生 成 氢 气 及 氢 氧 根 离 子 OH ， 此 反 应 造 成 阴 极 面 形 成 一 高 碱 性 边 界 层 ， 当 阳 离 子 与 氢 氧 根 作 用 成 为 不 溶 于 水 的 物 质 ， 涂 膜 沉 积 ， 方 程 式 为 ： H2O OH+H 2 ） 电 泳 动 （ 泳 动 、 迁 移 ） 阳 离 子 树 脂 及 H+ 在 电 场 作 用 下 ， 向 阴 极 移 动 ， 而 阴 离 子 向 阳 极 移 动 过 程 。 3 ） 电 沉 积

16、 （ 析 出 ） 在 被 涂 工 件 表 面 ， 阳 离 子 树 脂 与 阴 极 表 面 碱 性 作 用 ， 中 和 而 析 出 不 沉 积 物 ， 沉 积 于 被 涂 工 件 上 。 4 ） 电 渗 （ 脱 水 ） 涂 料 固 体 与 工 件 表 面 上 的 涂 膜 为 半 透 明 性 的 ， 具 有 多 数 毛 细 孔 ， 水 被 从 阴 极 涂 膜 中 排 渗 出 来 ， 在 电 场 作 用 下 ， 引 起 涂 膜 脱 水 ， 而 涂 膜 则 吸 附 于 工 件 表 面 ， 而 完 成 整 个 电 泳 过 程 。 电 泳 表 面 处 理 工 艺 的 特 点 ： 电 泳 漆 膜 具 有 涂

17、 层 丰 满 、 均 匀 、 平 整 、 光 滑 的 优 点 ， 电 泳 漆 膜 的 硬 度 、 附 着 力 、 耐 腐 、 冲 击 性 能 、 渗 透 性 能 明 显 优 于 其 它 涂 装 工 艺 。电 泳 (杨 学 辉 )电 泳 (Electrophoresis)是 指 带 电 荷 的 粒 子 或 分 子 在 电 场 中 移 动 的 现 象 称 为 电 泳 .大 分 子 的 蛋 白 质 ,多肽 ,病 毒 粒 子 ,甚 至 细 胞 或 小 分 子 的 氨 基 酸 ,核 苷 等 在 电 场 中 都 可 作 定 向 泳 动 .1937 年 Tiselius 成 功 地 研制 了 界 面 电 泳

18、 仪 进 行 血 清 蛋 白 电 泳 ,它 是 在 一 U 型 管 的 自 由 溶 液 中 进 行 的 ,电 泳 后 用 光 学 系 统 使 各 种 蛋白 所 形 成 折 光 率 差 别 成 为 曲 线 图 象 ,将 血 清 蛋 白 分 为 白 蛋 白 ,1-球 蛋 白 ,2-球 蛋 白 ,-球 蛋 白 和 -球 蛋 白五 种 ,随 后 ,Wielamd 和 Kanig 等 于 1948 年 采 用 滤 纸 条 做 载 体 ,成 功 地 进 行 了 纸 上 电 泳 .从 那 时 起 ,电 泳技 术 逐 渐 被 人 们 所 接 受 并 予 以 重 视 ,继 而 发 展 以 滤 纸 ,各 种 纤

19、维 素 粉 ,淀 粉 凝 胶 ,琼 脂 和 琼 脂 糖 凝 胶 ,醋 酸纤 维 素 薄 膜 ,聚 丙 烯 酰 胺 凝 胶 等 为 载 体 ,结 合 增 染 试 剂 如 银 氨 染 色 ,考 马 斯 亮 蓝 等 大 大 提 高 和 促 进 生 物 样品 着 色 与 分 辨 能 力 ,此 外 电 泳 分 离 和 免 疫 反 应 相 结 合 ,使 分 辨 率 不 断 朝 着 微 量 和 超 微 量 (1ng 0.001ng)水 平 发 展 ,从 而 使 电 泳 技 术 获 得 迅 速 推 广 和 应 用 .在 此 主 要 介 绍 常 用 电 泳 的 一 般 原 理 及 其 应 用 .(一 )电 泳

20、的 基 本 原 理 生 物 大 分 子 如 蛋 白 质 ,核 酸 ,多 糖 等 大 多 都 有 阳 离 子 和 阴 离 子 基 团 ,称 为 两 性 离 子 .常 以 颗 粒 分 散 在 溶液 中 ,它 们 的 静 电 荷 取 决 于 介 质 的 H+浓 度 或 与 其 他 大 分 子 的 相 互 作 用 .在 电 场 中 ,带 电 颗 粒 向 阴 极 或 阳 极迁 移 ,迁 移 的 方 向 取 决 于 它 们 带 电 的 符 号 ,这 种 迁 移 现 象 即 所 谓 电 泳 .如 果 把 生 物 大 分 子 的 胶 体 溶 液 放 在 一 个 没 有 干 扰 的 电 场 中 ,使 颗 粒 具

21、 有 恒 定 迁 移 速 率 的 驱 动 力 来 自于 颗 粒 上 的 有 效 电 荷 Q 和 电 位 梯 度 E.它 们 与 介 质 的 摩 擦 阻 力 f 抗 衡 .在 自 由 溶 液 中 这 种 抗 衡 服 从Stokes 定 律 .F=6rv这 里 v 是 在 介 质 粘 度 为 中 半 径 为 r 的 颗 粒 的 移 动 速 度 .但 在 凝 胶 中 ,这 种 抗 衡 并 不 完 全 符 合Stokes 定 律 .F 取 决 于 介 质 中 的 其 他 因 子 ,如 凝 胶 厚 度 ,颗 粒 大 小 ,甚 至 介 质 的 内 渗 等 .电 泳 迁 移 率 (mbility)m 规 定

22、 为 在 电 位 梯 度 E 的 影 响 下 ,颗 粒 在 时 间 t 中 的 迁 移 距 离 d.dm= - 或 m=V / EtE迁 移 率 的 不 同 提 供 了 从 混 合 物 中 分 离 物 质 的 基 础 ,迁 移 距 离 正 比 于 迁 移 率 . (二 )影 响 电 泳 的 因 素1. 电 泳 介 质 的 pH 值溶 液 的 pH 值 决 定 带 电 物 质 的 解 离 程 度 ,也 决 定 物 质 所 带 净 电 荷 的 多 少 .对 蛋 白 质 ,氨 基 酸 等 类 似 两性 电 解 质 ,pH 值 离 等 电 点 越 远 ,粒 子 所 带 电 荷 越 多 ,泳 动 速 度

23、 越 快 ,反 之 越 慢 .因 此 ,当 分 离 某 一 种 混 合 物 时 ,应选 择 一 种 能 扩 大 各 种 蛋 白 质 所 带 电 荷 量 差 别 的 pH 值 ,以 利 于 各 种 蛋 白 质 的 有 效 分 离 .为 了 保 证 电 泳 过 程中 溶 液 的 pH 值 恒 定 ,必 须 采 用 缓 冲 溶 液 .缓 冲 液 的 离 子 强 度溶 液 的 离 子 强 度 (Ion intensity)是 指 溶 液 中 各 离 子 的 摩 尔 浓 度 与 离 子 价 数 平 方 的 积 的 总 和 的 1/2.带电 颗 粒 的 迁 移 率 与 离 子 强 度 的 平 方 根 成

24、反 比 .低 离 子 强 度 时 ,迁 移 率 快 ,但 离 子 强 度 过 低 ,缓 冲 液 的 缓 冲 容量 小 ,不 易 维 持 pH 恒 定 .高 离 子 强 度 时 ,迁 移 率 慢 ,但 电 泳 谱 带 要 比 低 离 子 强 度 时 细 窄 .通 常 溶 液 的 离 子 强度 在 0.02 0.2 之 间 .I=1/2CiZi2 (I:离 子 强 度 ;Ci:离 子 的 摩 尔 浓 度 ;Zi:离 子 价 数 . )0.154M NaCl 溶 液 的 离 子 强 度 为 :I= 1/2(0.15412+0.15412)=0.1540.015M Na2SO4 溶 液 的 离 子 强

25、 度 为 :I= 1/2(0.015212+0.01522)=0.0453. 电 场 强 度电 场 强 度 (电 势 梯 度 Electric field intensity)是 指 每 厘 米 的 电 位 降 (电 位 差 或 电 位 梯 度 ).电 场 强 度 对电 泳 速 度 起 着 正 比 作 用 ,电 场 强 度 越 高 ,带 电 颗 粒 移 动 速 度 越 快 .根 据 实 验 的 需 要 ,电 泳 可 分 为 两 种 :一 种是 高 压 电 泳 ,所 用 电 压 在 500 1000V 或 更 高 .由 于 电 压 高 ,电 泳 时 间 短 (有 的 样 品 需 数 分 钟 ),

26、适 用 于 低 分子 化 合 物 的 分 离 ,如 氨 基 酸 ,无 机 离 子 ,包 括 部 分 聚 焦 电 泳 分 离 及 序 列 电 泳 的 分 离 等 .因 电 压 高 ,产 热 量 大 ,必 须 装 有 冷 却 装 置 ,否 则 热 量 可 引 起 蛋 白 质 等 物 质 的 变 性 而 不 能 分 离 ,还 因 发 热 引 起 缓 冲 液 中 水 分 蒸 发 过多 ,使 支 持 物 (滤 纸 ,薄 膜 或 凝 胶 等 )上 离 子 强 度 增 加 ,以 及 引 起 虹 吸 现 象 (电 泳 槽 内 液 被 吸 到 支 持 物 上 )等 ,都 会 影 响 物 质 的 分 离 .另 一

27、 种 为 常 压 电 泳 ,产 热 量 小 ,室 温 在 10 25 分 离 蛋 白 质 标 本 是 不 被 破 坏 的 ,无需 冷 却 装 置 ,一 般 分 离 时 间 长 .4. 电 渗 现 象在 电 场 中 液 体 对 于 一 个 固 体 的 固 定 相 相 对 移 动 称 为 电 渗 .在 有 载 体 的 电 泳 中 ,影 响 电 泳 移 动 的 一 个重 要 因 素 是 电 渗 .最 常 遇 到 的 情 况 是 -球 蛋 白 ,由 原 点 向 负 极 移 动 ,这 就 是 电 渗 作 用 所 引 起 的 倒 移 现 象 .产 生 电 渗 现 象 的 原 因 是 载 体 中 常 含 有

28、 可 电 离 的 基 团 ,如 滤 纸 中 含 有 羟 基 而 带 负 电 荷 ,与 滤 纸 相 接 触 的 水溶 液 带 正 电 荷 ,液 体 便 向 负 极 移 动 .由 于 电 渗 现 象 往 往 与 电 泳 同 时 存 在 ,所 以 带 电 粒 子 的 移 动 距 离 也 受 电渗 影 响 ;如 电 泳 方 向 与 电 渗 相 反 ,则 实 际 电 泳 的 距 离 等 于 电 泳 距 离 加 上 电 渗 的 距 离 .琼 脂 中 含 有 琼 脂 果 胶 ,其 中 含 有 较 多 的 硫 酸 根 ,所 以 在 琼 脂 电 泳 时 电 渗 现 象 很 明 显 ,许 多 球 蛋 白 均 向

29、负 极 移 动 .除 去 了 琼 脂 果 胶后 的 琼 脂 糖 用 作 凝 胶 电 泳 时 ,电 渗 大 为 减 弱 .电 渗 所 造 成 的 移 动 距 离 可 用 不 带 电 的 有 色 染 料 或 有 色 葡 聚 糖点 在 支 持 物 的 中 心 ,以 观 察 电 渗 的 方 向 和 距 离 .(三 )电 泳 的 分 类目 前 所 采 用 的 电 泳 方 法 ,大 致 可 分 为 3 类 :显 微 电 泳 ,自 由 界 面 电 泳 和 区 带 电 泳 .区 带 电 泳 应 用 广 泛 ,区 带 电 泳 可 分 为 以 下 几 种 类 型 :按 支 持 物 的 物 理 性 状 不 同 ,区

30、 带 电 泳 可 分 为 :(1)滤 纸 为 支 持 物 的 纸 电 泳 ;(2)粉 末 电 泳 : 如 纤 维 素 粉 ,淀 粉 ,玻 璃 粉 电 泳 ;(3)凝 胶 电 泳 :如 琼 脂 ,琼 脂 糖 ,硅 胶 ,淀 粉 胶 ,聚 丙 烯 酰 胺 凝 胶 电 泳 ;(4)缘 线 电 泳 :如 尼 龙 丝 ,人 造 丝 电 泳2. 按 支 持 物 的 装 置 形 式 不 同 ,区 带 电 泳 可 分 为 :(1)平 板 式 电 泳 :支 持 物 水 平 放 置 ,是 最 常 用 的 电 泳 方 式 ;(2)垂 直 板 电 泳 :聚 丙 烯 酰 胺 凝 胶 可 做 成 垂 直 板 式 电 泳

31、.(3)柱 状 (管 状 )电 泳 :聚 丙 烯 酰 胺 凝 胶 可 灌 入 适 当 的 电 泳 管 中 做 成 管 状 电 泳 .3.按 pH 的 连 续 性 不 同 ,区 带 电 泳 可 分 为 :(1)连 续 pH 电 泳 :如 纸 电 泳 ,醋 酸 纤 维 素 薄 膜 电 泳 ;(2)非 连 续 pH 电 泳 :如 聚 丙 烯 酰 胺 凝 胶 盘 状 电 泳 ;(四 )电 泳 所 需 的 仪 器电 泳 所 需 的 仪 器 有 :电 泳 槽 和 电 源 .1. 电 泳 槽电 泳 槽 是 电 泳 系 统 的 核 心 部 分 ,根 据 电 泳 的 原 理 ,电 泳 支 持 物 都 是 放 在

32、 两 个 缓 冲 液 之 间 ,电 场 通 过 电泳 支 持 物 连 接 两 个 缓 冲 液 ,不 同 电 泳 采 用 不 同 的 电 泳 槽 .常 用 的 电 泳 槽 有 :(1)圆 盘 电 泳 槽 :有 上 ,下 两 个 电 泳 槽 和 带 有 铂 金 电 极 的 盖 .上 槽 中 具 有 若 干 孔 ,孔 不 用 时 ,用 硅 橡 皮 塞塞 住 .要 用 的 孔 配 以 可 插 电 泳 管 (玻 璃 管 )的 硅 橡 皮 塞 .电 泳 管 的 内 径 早 期 为 5 7mm,为 保 证 冷 却 和 微 量化 ,现 在 则 越 来 越 细 .(2)垂 直 板 电 泳 槽 :垂 直 板 电

33、泳 槽 的 基 本 原 理 和 结 构 与 圆 盘 电 泳 槽 基 本 相 同 .差 别 只 在 于 制 胶 和 电 泳不 在 电 泳 管 中 ,而 是 在 块 垂 直 放 置 的 平 行 玻 璃 板 中 间 .(3)水 平 电 泳 槽 :水 平 电 泳 槽 的 形 状 各 异 ,但 结 构 大 致 相 同 .一 般 包 括 电 泳 槽 基 座 ,冷 却 板 和 电 极 .电 源要 使 荷 电 的 生 物 大 分 子 在 电 场 中 泳 动 ,必 须 加 电 场 ,且 电 泳 的 分 辨 率 和 电 泳 速 度 与 电 泳 时 的 电 参 数 密切 相 关 .不 同 的 电 泳 技 术 需 要

34、 不 同 的 电 压 ,电 流 和 功 率 范 围 ,所 以 选 择 电 源 主 要 根 据 电 泳 技 术 的 需 要 .如 聚丙 烯 酰 胺 凝 胶 电 泳 和 SDS 电 泳 需 要 200 600V 电 压 .(五 )电 泳 技 术 的 应 用1. 聚 丙 烯 酰 胺 凝 胶 电 泳 可 用 做 蛋 白 质 纯 度 的 鉴 定 .聚 丙 烯 酰 胺 凝 胶 电 泳 同 时 具 有 电 荷 效 应 和 分 子 筛效 应 ,可 以 将 分 子 大 小 相 同 而 带 不 同 数 量 电 荷 的 物 质 分 离 开 ,并 且 还 可 以 将 带 相 同 数 量 电 荷 而 分 子 大 小 不

35、同 的 物 质 分 离 开 .其 分 辨 率 远 远 高 于 一 般 层 析 方 法 和 电 泳 方 法 ,可 以 检 出 10-9 10-12g 的 样 品 ,且 重 复性 好 ,没 有 电 渗 作 用 .2. SDS 聚 丙 烯 酰 胺 凝 胶 电 泳 可 测 定 蛋 白 质 分 子 量 .其 原 理 是 带 大 量 电 荷 的 SDS 结 合 到 蛋 白 质 分 子上 克 服 了 蛋 白 质 分 子 原 有 电 荷 的 影 响 而 得 到 恒 定 的 荷 /质 比 .SDS 聚 丙 烯 酰 胺 凝 胶 电 泳 测 蛋 白 质 分 子 量已 经 比 较 成 功 ,此 法 测 定 时 间 短

36、 ,分 辨 率 高 ,所 需 样 品 量 极 少 (1 100g),但 只 适 用 于 球 形 或 基 本 上 呈 球 形的 蛋 白 质 ,某 些 蛋 白 质 不 易 与 SDS 结 合 如 木 瓜 蛋 白 酶 ,核 糖 核 酸 酶 等 ,此 时 测 定 结 果 就 不 准 确 .3. 聚 丙 烯 酰 胺 凝 胶 电 泳 可 用 于 蛋 白 质 定 量 .电 泳 后 的 凝 胶 经 凝 胶 扫 描 仪 扫 描 ,从 而 给 出 定 量 的 结 果 .凝胶 扫 描 仪 主 要 用 于 对 样 品 单 向 电 泳 后 的 区 带 和 双 向 电 泳 后 的 斑 点 进 行 扫 描 .4.琼 脂 或

37、 琼 脂 糖 凝 胶 免 疫 电 泳 可 用 于 检 查 蛋 白 质 制 剂 的 纯 度 ; 分 析 蛋 白 质 混 合 物 的 组 分 ; 研究 抗 血 清 制 剂 中 是 否 具 有 抗 某 种 已 知 抗 原 的 抗 体 ; 检 验 两 种 抗 原 是 否 相 同 .(六 )电 泳 后 结 果 检 测对 于 不 同 的 目 的 ,应 采 用 不 同 的 检 测 方 法 .用 染 料 和 生 物 大 分 子 结 合 形 成 有 色 的 复 合 物 是 电 泳 后 检 测最 常 用 的 方 法 .(七 )聚 丙 烯 酰 胺 凝 胶 电 泳 结 果 不 正 常 现 象 和 对 策1. 指 示

38、剂 前 沿 呈 现 两 边 向 上 或 向 下 的 现 象 .向 上 的 “微 笑 “现 象 说 明 凝 胶 的 不 均 匀 冷 却 ,中 间 部 分 冷却 不 好 ,所 以 导 致 凝 胶 中 分 子 有 不 同 的 迁 移 率 所 致 .这 种 情 况 在 用 较 厚 的 凝 胶 以 及 垂 直 电 泳 中 时 常 发 生 .向 下 的 “皱 眉 “现 象 常 常 是 由 于 垂 直 电 泳 时 电 泳 槽 的 装 置 不 合 适 引 起 的 ,特 别 是 当 凝 胶 和 玻 璃 板 组 成 的 “三 明 治 “底 部 有 气 泡 或 靠 近 隔 片 的 凝 胶 聚 合 不 完 全 便 会

39、 产 生 这 种 现 象 .2.“拖 尾 “现 象 是 电 泳 中 最 常 见 的 现 象 .这 常 常 是 由 于 样 品 溶 解 不 佳 引 起 的 ,克 服 的 办 法 是 在 加 样 前 离心 ,选 用 合 适 的 样 品 缓 冲 液 和 凝 胶 缓 冲 液 ,加 增 溶 辅 助 试 剂 .另 一 方 法 是 降 低 凝 胶 浓 度 .3.“纹 理 “现 象 常 常 是 由 于 样 品 中 不 溶 颗 粒 引 起 的 ,克 服 办 法 是 增 加 溶 解 度 和 离 心 除 去 不 溶 性 颗 粒 .4. 蛋 白 带 偏 斜 常 常 是 由 于 滤 纸 条 或 电 极 放 置 不 平

40、行 所 引 起 的 ,或 由 于 加 样 位 置 偏 斜 而 引 起 .5. 蛋 白 带 过 宽 ,与 邻 近 蛋 白 泳 道 的 蛋 白 带 相 连 ,这 是 由 于 加 样 量 太 多 或 加 样 孔 泄 漏 引 起 的 .6. 蛋 白 带 模 糊 不 清 和 分 辨 不 佳 是 由 于 多 种 原 因 引 起 的 .虽 然 梯 度 凝 胶 可 以 提 高 分 辨 率 ,但 与 其 他 方法 相 比 ,常 规 聚 丙 烯 酰 胺 凝 胶 电 泳 是 分 辨 率 较 低 的 方 法 .为 了 提 高 分 辨 率 ,不 要 加 过 多 的 样 品 ,小 体 积 样 品可 给 出 窄 带 .加

41、样 后 应 立 即 电 泳 ,以 防 止 扩 散 .选 择 合 适 的 凝 胶 浓 度 ,使 组 分 得 以 充 分 的 分 离 .通 常 靠 近 前沿 的 蛋 白 带 分 辨 率 不 佳 ,所 以 应 根 据 分 子 量 与 凝 胶 孔 径 的 关 系 ,灌 制 足 够 长 度 的 凝 胶 ,以 使 样 品 不 会 走 出前 沿 .样 品 的 蛋 白 水 解 作 用 也 引 起 扩 散 而 使 分 辨 率 降 低 .水 解 作 用 通 常 发 生 在 样 品 准 备 的 时 候 ,系 统 中 的内 源 性 蛋 白 酶 会 水 解 样 品 蛋 白 ,如 果 在 缓 冲 液 中 加 蛋 白 酶

42、抑 制 剂 可 以 减 少 这 种 情 况 的 发 生 .常 用 于 生 物 化 学 技 术 。电镀就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程。 电泳:溶液中带电粒子（离子）在电场中移动的现象 电镀： 电镀时，镀层金属做阳极，被氧化成阳离子进入电镀液；待镀的金属制品做阴极，镀层金属的阳离子在金属表面被还原形成镀层。为排除其它阳离子的干扰，且使镀层均匀、牢固，需用含镀层金属阳离子的溶液做电镀液，以保持镀层金属阳离子的浓度不变。电镀的目的是在基材上镀上金属镀层(deposit), 改变基材表面性质或尺寸.电镀能增强金属的抗腐蚀性(镀层金属多采用耐腐蚀的金属)、增加硬度、防止磨耗、提高导电性、润滑性、耐热性、和表面美观。 电泳： 利用带电粒子在电场中移动速度不同而达到分离的技术称为电泳技术。1937 年瑞典学者 A.W.K.蒂塞利乌斯设计制造了移动界面电泳仪 ，分离了马血清白蛋白的 3 种球蛋白，创建了电泳技术。 在确定的条件下，带电粒子在单位电场强度作用下，单位时间内移动的距离（即迁移率）为常数，是该带电粒子的物化特征性常数。不同带电粒子因所带电荷不同，或虽所带电荷相同但荷质比不同，在同一电场中电泳，经一定时间后，由于移动距离不同而相互分离。分开的距离与外加电场的电压与电泳时间成正比。