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电泳技术发展简史

 1809年俄国物理学家Рейсе首次发现电泳现象。他在湿粘土中插上带玻璃管的正负两个电极,加电压后发现正极

玻璃管中原有的水层变混浊,即带负电荷的粘土颗粒向正极移动,这就是电泳现象。

 1909年Michaelis 首次将胶体离子在电场中的移动称为电泳。他用不同 pH 的溶液在 U 形管中测定了转化酶和过

氧化氢酶的电泳移动和等电点。

 1937年瑞典 Uppsala 大学的 Tiselius 对电泳仪器作了改进,创造了 Tiselius 电泳仪,建立了研究蛋白质的移

动界面电泳方法,并首次证明了血清是由白蛋白及α、β、γ球蛋白组成的,由于 Tiselius 在电泳技术方面作出的

开拓性贡献而获得了 1948 年的诺贝尔化学奖。

 1948 年 Wieland 和 Fischer 重新发展了以滤纸作为支持介质的电泳方法,对氨基酸的分离进行过研究。

从本世纪 50 年代起,特别是 1950 年 Durrum 用纸电泳进行了各种蛋白质的分离以后,开创了利用各种固体物质

(如各种滤纸、醋酸纤维素薄膜、琼脂凝胶、淀粉凝胶等)作为支持介质的区带电泳方法。

1959 年 Raymond 和 Weintraub 利用人工合成的凝胶作为支持介质,创建了聚丙烯酰胺凝胶电泳,极大地提高了电

泳技术的分辨率,开创了近代电泳的新时代。 30 多年来,聚丙烯酰胺凝胶电泳仍是生物化学和分子生物学中对蛋白质

、多肽、核酸等生物大分子使用最普遍,分辨率最高的分析鉴定技术,是检验生化物质的最高纯度:即“电泳纯”

(一维电泳一条带或二维电泳一个点)的标准分析鉴定方法,至今仍被人们称为是对生物大分子进行分析鉴定的最后、

最准确的手段,即“ Last Check ”。

由 80 年代发展起来的新的毛细管电泳技术,是化学和生化分析鉴定技术的重要新发展,己受到人们的充分重视。

电泳的基本原理

  电泳是指带电颗粒在电场的作用下发生迁移的过程。许多重要的生物分子,如氨基酸、多肽、蛋白质、核苷酸、核

酸等都具有可电离基团,它们在某个特定的 pH 值下可以带正电或负电,在电场的作用下,这些带电分子会向着与其所

带电荷极性相反的电极方向移动。电泳技术就是利用在电场的作用下,由于待分离样品中各种分子带电性质以及分子本

身大小、形状等性质的差异,使带电分子产生不同的迁移速度,从而对样品进行分离、鉴定或提纯的技术。

  电泳过程必须在一种支持介质中进行。 Tiselius 等在 1937 年进行的自由界面电泳没有固定支持介质,所以扩

散和对流都比较强,影响分离效果。于是出现了固定支持介质的电泳,样品在固定的介质中进行电泳过程,减少了扩散

和对流等干扰作用。最初的支持介质是滤纸和醋酸纤维素膜,目前这些介质在实验室已经应用得较少。在很长一段时间

里,小分子物质如氨基酸、多肽、糖等通常用滤纸或纤维素、硅胶薄层平板为介质的电泳进行分离、分析,但目前则一

般使用更灵敏的技术如 HPLC 等来进行分析。这些介质适合于分离小分子物质,操作简单、方便。但对于复杂的生物

大分子则分离效果较差。凝胶作为支持介质的引入大大促进了电泳技术的发展,使电泳技术成为分析蛋白质、核酸等生

物大分子的重要手段之一。最初使用的凝胶是淀粉凝胶,但目前使用得最多的是琼脂糖凝胶和聚丙烯酰胺凝胶。蛋白质

电泳主要使用聚丙烯酰胺凝胶。

  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。

 


 

 
 
   
 

 

 
电泳相关资料
 

  电泳的历史及基本原理

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  琼脂糖凝胶电泳实验操作

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