电泳类型

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介绍

电泳类型的分类是指在将电能应用于任何物质过程中所涉及的过程。电泳来源于两个希腊词，elektron 意为琥珀，phoresis 意为承载的行为。1931 年，Arne Tiselius 首次开展了电泳研究。它是一种最初用于分离化学物质和分子分析的简单方法。该过程的现代版本始于 21 世纪。

什么是电泳？

电泳是一种用于分离 RNA、DNA 和蛋白质分子的方法和技术。整个过程基于分子的尺寸和电荷进行。为了分离分子，需要使用一种电电流和一种凝胶介质。

图 1：电泳的应用

Bensaccount 在英文维基百科，SDS-PAGE 电泳，CC BY 3.0

电泳过程应用于许多领域，例如：

• 抗生素现在是帮助患者对抗疾病最常用的医疗辅助手段之一。电泳用于抗生素检测。

• 电泳应用最广泛的领域是 DNA 分析。

• 它有助于疫苗检测。

• 电泳用于分析蛋白质和抗体。

电泳原理

电泳遵循特定的工作原理。带电的大分子被放置在电场中，有助于将它们移动到正极和负极的方向。运动取决于大分子本身的带电情况。例如，核酸是一种带负电荷的颗粒，它倾向于向阳极方向移动。

图 2：电泳的工作原理

有两种类型的电泳过程可用，分别是：毛细管电泳和板电泳。在分离蛋白质的过程中，如果蛋白质本身带负电，则它会移动到阳极，如果带正电则会移动到阴极。科学家可以测量分子移动的距离，因为较小的分子比较大的分子移动得更快，并且可以使用对数来确定分子的尺寸。

电泳基于电磁学的基本方程工作，该方程提供了它的形式，可以表示为：

$$\mathrm{F = qE}$$

其中 F 是力，q 是电荷，E 是电场强度。

该方程简单地意味着，当施加电场时，电荷越高的粒子具有越强的力。这意味着两个质量相等的分子将在不同的电荷下同时移动。

电泳类型

现代的电泳过程有一个支撑介质，它有助于分离带电的分子。它有两个主要功能，一个是筛分分子，另一个是用于分离的吸附。下面列出了两种类型的电泳方法：

毛细管电泳或 CE

此方法需要亚毫米直径的毛细管以及微流体和纳米流体通道。这些分析物通过电解质溶液迁移，电解质溶液会影响并帮助根据离子的运动以及分配到另一相中来分离它们。

板电泳或 SE

此方法用于分离蛋白质。一次可以使用 1D 格式分析多个样品。SE 比 CE 简单得多，因为 CE 需要合适的仪器和设置，而 SE 则不需要任何特殊设置。

下面列出了一些其他类型的电泳：

• 凝胶电泳 - 它被认为是最常用的电泳方法。在此过程中，使用了三种凝胶，例如：淀粉、聚丙烯酰胺和琼脂糖。

• 纸电泳 - 它是电泳最简单的形式之一。此方法使用一种纸条。

• 区带电泳 - 用于分析核酸、生物聚合物和蛋白质。

• 免疫电泳 - 此过程是电泳和免疫扩散的组合方法。

电泳程序

DNA 的电泳需要几个步骤，例如：

• 制备样品。

• 下一步是制备琼脂糖 TAE 凝胶溶液。

• 凝胶浇铸是最重要的步骤之一。

• 设置电泳槽。

• 下一步是凝胶上样。

• 电泳过程开始。

• 观察 DNA 并记录。

• 最后一步是在紫外线下照射溴化乙锭染色的凝胶以拍照。

结论

电泳方法完全基于实验室，被称为胶体颗粒的运动。该过程中使用的凝胶具有孔隙，允许混合物中较小的分子比较大尺寸的分子移动得更快。该过程中使用的条件可以根据分离分子的要求进行调整。

常见问题

Q1. 电泳的基本原理是什么？

A1. 电泳的原理是“带电物质在支撑介质（可以是液体或凝胶）中迁移，这是在电场作用下发生的”。

Q2. 用于 DNA 的电泳方法是什么？

A2. 在实验室中，凝胶电泳用于 DNA。它有助于根据分子大小从 DNA、蛋白质或 RNA 的混合物中分离它们。这些方法需要电场才能进入小孔。

Q3. pH 在电泳中的重要性是什么？

A3. pH 在电泳中很重要，因为如果被测物体的 pH 水平发生变化，则蛋白质的结构和电荷也会发生变化。它会影响整个过程，并且不会发生正确的分离。

Q4. 电泳和免疫电泳有什么区别？

A4. 电泳是在电场作用下，带电分子通过凝胶基质迁移的过程。另一方面，免疫电泳是一种方法，其中需要将蛋白质电泳和抗原-抗体结合起来以分离蛋白质混合物。