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毛细管电泳仪的工作原理毛细管电泳仪的基本结构( 三 )

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【毛细管电泳仪的工作原理毛细管电泳仪的基本结构】电泳原理
电泳装置主要包括两个部分：电源和电泳槽 。电源提供直流电，在电泳槽中产生电场，驱动带电分子的迁移 。电泳槽可以分为水平式和垂直式两类 。垂直板式电泳是较为常见的一种，常用于聚丙烯酰胺凝胶电泳中蛋白质的分离 。电泳槽中间是夹在一起的两块玻璃板，玻璃板两边由塑料条隔开，在玻璃平板中间制备电泳凝胶，凝胶的大小通常是12cm，14 cm，厚度为1mm～2 mm，近年来新研制的电泳槽，胶面更小、更薄，以节省试剂和缩短电泳时间 。制胶时在凝胶溶液中放一个塑料梳子，在胶聚合后移去，形成上样品的凹槽 。水平式电泳，凝胶铺在水平的玻璃或塑料板上，用一薄层湿滤纸连接凝胶和电泳缓冲液，或将凝胶直接浸入缓冲液中 。由于pH值的改变会引起带电分子电荷的改变，进而影响其电泳迁移的速度，所以电泳过程应在适当的缓冲液中进行的，缓冲液可以保持待分离物的带电性质的稳定 。
E=V/L
为了更好的了解带电分子在电泳过程中是如何被分离的，下面简单介绍一下电泳的基本原理 。在两个平行电极上加一定的电压（V），就会在电极中间产生电场强度（E），上式中L是电极间距离 。
在稀溶液中，电场对带电分子的作用力（F），等于所带净电荷与电场强度的乘积：F=q*E
上式中q是带电分子的净电荷，E是电场强度 。
这个作用力使得带电分子向其电荷相反的电极方向移动 。在移动过程中，分子会受到介质粘滞力的阻碍 。粘滞力（F'）的大小与分子大小、形状、电泳介质孔径大小以及缓冲液粘度等有关，并与带电分子的移动速度成正比，对于球状分子，F'的大小服从Stokes定律，即：
F'=6πrηυ，式中r是球状分子的半径，η是缓冲液粘度，υ是电泳速度(υ= d / t，单位时间粒子运动的距离，cm / s ) 。当带电分子匀速移动时： F = F'，∴ q·E = 6πrηυ
电泳迁移率（m）是指在单位电场强度（1V/cm）时带电分子的迁移速度 。
所以：v/E=Q/6πrη
这就是迁移率公式，由上式可以看出，迁移率与带电分子所带净电荷成正比，与分子的大小和缓冲液的粘度成反比 。
用SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳测定蛋白质分子量时，实际使用的是相对迁移率mR 。即：
上式中：d－带电粒子泳动的距离，t－电泳的时间，V－电压，L－两电极交界面之间的距离，即凝胶的有效长度 。因此，相对迁移率mR就是两种带电粒子在凝胶中泳动迁移的距离之比 。
研究历史
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，α1-球蛋白，α2-球蛋白，β-球蛋白和γ-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 。

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