实验八 细胞电泳
实验八质粒DNA的提取及琼脂糖凝胶电泳检测
当加入pH4.8的乙酸钾高盐缓冲液恢复 pH至中性时，共价闭合环状的质粒DNA的两 条互补链仍保持在一起，因此复性迅速而准 确，而线性的染色体DNA的两条互补链彼此 已完全分开，复性就不会那么迅速而准确， 它们缠绕形成网状结构，通过离心，染色体 DNA与不稳定的大分子RNA，蛋白质-SDS复 合物等一起沉淀下来而被除去。
2.简要叙述酚氯仿抽提ＤＮＡ体系后出现的现象及其成 因?
3.沉淀ＤＮＡ时为什么要用无水乙醇及在高盐、低温条 件下进行？
质粒3种构型
1.超螺旋的共价闭合环状质粒DNA(covalelltly closed circular DNA，简称cccDNA); 2.开环质粒DNA，即共价闭合环状质粒DNA的一条链 断裂，(open circular DNA，简称ocDNA); 3.线形质粒DNA，即共价闭合环状质粒DNA 两条链发 生断裂(linear DNA，简称LDNA)。
2. 琼脂糖凝胶电泳检测DNA
一、实验目的
通过本实验学习琼脂糖凝胶电泳检测 DNA的方法和技术。
二、实验原理
DNA分子在琼脂糖凝胶中泳动时有电荷效应和分子 筛效应。DNA分子在高于等电点的pH 溶液中带负 电荷，在电场中向正极移动。由于糖—磷酸骨架在 结构上的重复性质，相同数量的双链DNA几乎具有 等量的净电荷，因此它们能以同样的速度向正极方 向移动。在一定的电场强度下，DNA分子的迁移速 度取决于分子筛效应，即DNA分子本身的大小和构 型。具有不同的相对分子质量的DNA片段泳动速度 不一样，可进行分离。DNA分子的迁移速度与相对 分子质量的对数值成反比关系。
２．取1.4 ml培养液至Eppendorf管中，12000rpm离心30 秒，弃上清，取沉淀。
３．将细菌沉淀悬浮于100µl预冷溶液Ⅰ中，振荡混匀。 ４．加入200µl溶液Ⅱ，缓慢颠倒离心管，混匀（勿剧烈
生物化学实验8聚丙烯酰胺凝胶垂直板电泳
4. 样品的处理及加样 将样品按0.5–1 mg/mL加样品溶解液，溶解后， 将其转移到带塞的小离心管中，轻轻盖上盖子(不 要塞紧，以免加热时迸出)，在100℃沸水浴中加热 3min，取出冷却后加样。 用微量进样器取10-30 µl上述混合液，通过缓冲 液，小心地将样品加到凝胶凹形样品槽底部。 （样品溶解液：内含1% SDS，1%巯基乙醇，40%蔗 糖或20%甘油，0.02%溴酚蓝，0.01 mol/L pH6.7 Tris-HCl 缓冲液）
七、思考题
(1)为什么要在样品中加少许溴酚兰和一定浓度的 蔗糖溶液？蔗糖及溴酚兰的作用分别是什么？
聚丙烯酰胺凝胶等电聚焦电泳测定蛋白质的等 电点 1．原理
聚丙烯酰胺等电聚焦电泳(Isoelectric Focusing-PAGE，简称IEF-PAGE)：利用各种蛋白质 pI不同，以聚丙烯酰胺凝胶为电泳支持物，并在其 中加入两性电解质载体(carrier ampholytes)，两 性电解质载体在电场作用下，按各自pI形成从阳极 到阴极逐渐增加的平滑和连续的pH梯度。在电场作 用下，蛋白质在此pH梯度凝胶中泳动，当迁移至pH 值等于pI处时，就不再泳动，而被浓缩成狭窄的区 带。
凝胶浓度(T)的选择与被分离物质分子量密切相关。 表3.4 分子量范围与凝胶浓度的关系
分子量范围 蛋 白 质 <104 1-4×104 1-5×104-1×105 1×105 >5×105 核酸(RNA) <104 104–105 105-2×106 20-30 15-20 10-15 5-10 2-5 15–20 5-10 2-2.6 适用的凝胶浓度/(%)
表 电泳技术的种类
类 别 名 称 形 式
1．纸电泳 ． 2．醋酸纤维薄膜电泳 ． 3．薄层电泳 ． 4．非凝胶支持物区带电泳 ． 支持物有：淀粉、纤维素粉、 支持物有：淀粉、纤维素粉、 玻璃粉、硅胶、 玻璃粉、硅胶、合成树脂粉 末 用支持物 ． 的电泳 5．凝胶支持物区带电泳 技术 （1）淀粉凝胶 ） （2）聚丙烯酰胺凝胶 ） 1）圆盘电泳 ） 2）平板电泳 ） 3）SDS-圆盘电泳 ） 圆盘电泳 （3）琼脂糖凝胶电泳 ） （4）琼脂凝胶电泳 ）
电泳实验报告
电泳实验报告实验目的：通过电泳实验，观察DNA在电场中的迁移情况，了解其在凝胶中的分离和纯化原理，掌握电泳技术的基本操作方法。
实验原理：电泳是利用DNA在电场中的迁移速度不同来实现DNA的分离和纯化的一种生物技术方法。
DNA在电场中迁移速度与其分子大小和电荷有关，较小的DNA片段在电场中移动速度较快，而较大的DNA片段移动速度较慢。
通过电泳实验，可以根据DNA片段的大小，将其分离和纯化出来。
实验材料和仪器：1. DNA样品。
2. 琼脂糖凝胶板。
3. TBE缓冲液。
4. 电泳槽。
5. 电源。
6. 紫外灯。
实验步骤：1. 制备琼脂糖凝胶板，将琼脂糖溶解于TBE缓冲液中，加热至溶解后倒入凝胶板模具中，待其凝固后形成凝胶板。
2. 样品处理，将DNA样品加入加载缓冲液中，加热变性使其变为单链DNA。
3. 电泳操作，将凝胶板放入电泳槽中，加入足够的TBE缓冲液，然后将DNA样品加载到凝胶孔中。
接通电源，设定合适的电压和时间进行电泳。
4. 可视化，电泳结束后，用紫外灯照射凝胶板，观察DNA条带的迁移情况。
实验结果：通过电泳实验，观察到DNA在电场中的迁移情况。
较小的DNA片段移动速度较快，而较大的DNA片段移动速度较慢。
在凝胶板上形成了清晰的DNA条带，根据条带的位置和密度，可以判断DNA片段的大小和纯度。
实验分析：电泳实验是一种常用的生物技术手段，可以对DNA进行分离和纯化。
通过实验结果的分析，可以了解DNA样品中不同大小的DNA片段的含量和纯度，为后续的实验和研究工作提供重要的参考依据。
实验结论：通过本次电泳实验，我们成功观察到DNA在电场中的迁移情况，掌握了电泳技术的基本操作方法。
电泳实验是一种重要的生物技术手段，对于分子生物学和遗传学研究具有重要意义。
总结：电泳实验是生物学实验中常用的技术手段，通过本次实验，我们对电泳技术有了更深入的了解。
希望通过今后的实验操作，能够更加熟练地掌握电泳技术，为科研工作提供更多的帮助和支持。
8.实验八CTAB法提取植物基因组DNA及电泳检测
附：植物基因组DNA的提取
及电泳检测
实验目的
学习从植物组织中提取DNA的方法。 主要用于Southern杂交 、PCR扩增、 RFLP及RAPD分析以及基因组克隆，分 离纯化目的基因，植物基因转化（提供 供体DNA）等。
实验原理 ① 利用液氮对植物组织进行研磨，破碎细胞； ② 提取液中的十二烷基肌酸钠溶解膜蛋白， 破坏细胞膜，使蛋白质变性而沉淀。 EDTA抑制DNA酶活性。 ③ 再用氯仿抽提去除蛋白，得到的DNA用异 丙醇或乙醇沉淀。 一般生物体基因组DNA约107-8bp，制备基 因组DNA是研究基因组结构和功能的重要 步骤。 有效制备基因组DNA的方法都要考虑两个 原则：
4. CTAB方法是由Murray 和Thompson （1980）修改而成的简便方法。 5. CTAB(十六烷基三乙基溴化铵)是一种去 污剂，可溶解细胞膜，它能与核酸形成复 合物，在高盐溶液中（0.7 mol/L NaCl） 是可溶的，当降低溶液盐浓度到一定程度 （0.3 mol/L NaCl）时，从溶液中沉淀， 通过离心就可将CTAB-核酸的复合物与蛋 白、多糖类物质分开。 6. 再用氯仿抽提去除蛋白，得到的DNA用异 丙醇或乙醇沉淀。而CTAB溶于乙醇或异 丙醇而除去。
(2)氯仿或氯仿/异戊醇（24:1） (3)RNaseA 10mg/ml (4)100%乙醇或异丙醇 (5)β-巯基乙醇 (6)70%乙醇
实验程序
1. 在2 mL离心管中，加入500μl的2×CTAB和20 μl β-巯基乙醇, 65℃预热。 2. 嫩的组织材料1-2g,用蒸馏水冲洗干净，再用灭菌 ddH2O冲洗2次，放入经液氮预冷的研钵中，加 入液氮研磨至粉末状，用干净的灭菌不锈钢勺转 移粉末到预热的离心管中，总体积达到1mL混匀 后置65℃水浴中保温30-60min，并不时轻轻转动 试管。（可用打碎机用钢珠打碎） 注：冻存材料直接研磨，绝对不能化冻；而且粉末 应在化冻前转移否则内源性DNase有可能降解基 因组DNA。
实验八 表达蛋白的SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳
不连续SDS-PAGE：
①凝胶孔径的不连续； ②缓冲液离子组成及各层凝胶pH的不连续； ③在电场中形成的电位梯度的不连续。
产生三种物理效应：
①电荷效应： ②分子筛效应: ③浓缩效应:
浓缩胶的作用机理
• 浓缩胶的作用是有堆积作用，凝胶浓度较小，孔径较 大，把较稀的样品加在浓缩胶上，经过大孔径凝胶的 迁移作用而被浓缩至一个狭窄的区带。当样品液和浓 缩胶选 TRIS/HCl 缓冲液，电极液选 TRIS/ 甘氨酸。电 泳开始后， HCl 解离成氯离子，甘氨酸解离出少量的 甘氨酸根离子。蛋白质带负电荷，因此一起向正极移 动，其中氯离子最快，甘氨酸根离子最慢，蛋白居中 。电泳开始时氯离子泳动率最大，超过蛋白，因此在 后面形成低电导区，而电场强度与低电导区成反比， 因而产生较高的电场强度，使蛋白和甘氨酸根离子迅 速移动，形成以稳定的界面，使蛋白聚集在移动界面 附近，浓缩成一中间层。
思考题：
•1、影响电泳的主要因素有哪些？ •2、简答不连续聚丙烯酰胺凝胶电泳中的三个 不连续，及三种物理效应。
6．样品处理：向各管中加入80 μl H2O，悬浮细胞后，加入20 μl 5X上洋缓冲 液，混匀后，放金属浴5-10 min,取出后12000rpm离心10 min.
7．上样 取10μl诱导诱导后的和未诱导的样品按顺序依次加入样品池中，并 加入10μl标准分子量蛋白标准品作对照。蛋白分子量标准可以加在靠中间的加 样孔中，也可加在离边的第2道处（最靠边的一道样品往往会明显跑斜）。 8. 电泳 在电泳槽中加入1电泳缓冲液，连接电源，负极在上，正极在下， 电泳时，积层胶电压60V电泳约20min，分离胶电压120V电泳约60min ，电泳 至溴酚兰刚出电泳槽下端的时候停止 9. 关掉电源，停止电泳。将玻璃板从电泳槽中取出，小心地用刀片撬开两玻 璃板，暴露出胶面。将浓缩胶部分切掉不要，分离胶放到玻璃平皿中染色。 10. 染色和脱色：凝胶在考马斯亮蓝染色液中染色过夜（摇床上缓慢振荡）， 然后倾去染色液（染色液回收，可反复用数十次），用自来水洗几下，去掉凝 胶上和玻璃平皿中的染色残液，加脱色液脱色（摇床上缓慢振荡），每1小时 后换一次脱色液，振荡脱色（共需3次）。彻底脱色后的凝胶蛋白条带清晰， 背景透明干净。这时可以将凝胶拍照或用扫描仪进行扫描，作为永久记录。
厦门大学-操作讲义-实验八.彗星试验单细胞凝胶电泳(SCGE)
用浓度为2μg/ml的PI染色液4℃染色5min。染色结束，用 预冷的PBS漂洗2min，弃PBS，50%甘油保湿。3h内阅完 玻片。
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操作步骤
(10)镜检
使用荧光正置显微镜观察玻片，仪器参数设置为490nm激 发光(蓝绿色，看见红色荧光)、200倍观察、TIFF格式保存 文件。阅片时要保持玻片湿润，先低倍大体观察，再选择 有代表性区域阅片。
应用：是检测DNA微损伤的新方法， 在国际遗传毒性检测程序工作会议上已得到认可。 检测诱变剂、射线等对DNA的损伤、 监测环境污染物对机体的遗传损害、 研究毒物致癌机制，等
4
单细胞凝胶电泳(single cell gel electrophoresis, SCGE)
特点： ①实验流程短(一天可完成实验); 图像获取和数据分析可隔日 完成； ②在单细胞水平上对DNA损伤进行可视性检测； ③准确性好、灵敏度高。
铺好的玻片完全浸入临用配制的预冷细胞裂解液中，4℃ 水 平放置，裂解2 h。
(5) 解链
将载玻片小心浸入预冷的解链电泳液中，4℃水平放置， 解 链0.5h。
(6) 电泳
接通电源，在300mA和25V条件下电泳20min。(调节液面)
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操作步骤
(7) 中和
电泳结束，将载玻片小心转移到托盘，浸入中和液中和 20min。中和后用冰水洗2次，2min/次。
(11)单细胞凝胶电泳结果分析
每片随机观察100个细胞，计数彗星细胞百分率，用目镜 测 微尺测量彗星细胞尾矩，进行统计学分析。 统计学分析：采用SPSS软件进行单因素方差分析，各组 间 两两比较采用q检验。
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实验记录
表1 不同剂量镉处理LO2细胞中彗星细胞百分率和尾长比较
细胞电泳
实验原理
• 在电场作用下,液体介质中的悬浮质点 与介质间的相对运动,称为电泳。
• 将细胞制成悬浮溶液,使其单个游离的 细胞分散于等渗的介质中,在电场作用 下,细胞在电泳室内发生运动。这种现 象称为细胞电泳。
每种细胞在恒定的条件下(如温 度、电压、电流、介质浓度、 pH值等)其电泳速度和ζ电位十 分稳定,但在各种有害因子、病 理状态的影响下,会降低其表面 电荷,所以细胞电泳速度和ζ电位 值也发生改变(降低)。
2.样品的制备 a.用注射器从鱼中抽取1～2ml新鲜血液， 加入到装有5ml 0.85％生理盐水的离 心管中，1000转/min离心5分钟，去 上清液备用。 b.取5ml细胞介质，用针头加入1～2滴 离心后的血液，摇匀备用。
3 .灌注样品（方法见图5）
图5 样品灌注
4.把显微观察电泳槽平放于显微镜载物 台上(注意正反面)，尽量将观察窗对 准显微镜镜头的中心。两边用压板固 定好。 5.寻找显微电泳槽上下两玻璃内壁的标 记：由于本槽腔内的两个表面均刻有 永久性的光学标记。因此，寻找腔内 的任意深度都很方便。
静止层——显微电泳技术的一个重要概念
• 在外加电场的作用下，处在两端封闭的毛细管中 不同深度的各层微粒的泳动速度是不同的。这是 因为微粒受到电泳和电渗两种因素作用的结果。 • 单纯的电泳通常使各层微粒以同一速度移向正极， 电渗的情况却比较复杂。 • 在外加电场的作用下，沿管壁的一层，以较高的 速度流向负极，越是远离管壁，液层的流速越低。
主机操作 步骤
1. 监视器屏幕标有5条竖直等分的刻度线，见 下图所示。彼此两条之间的距离请看CCD 上的数字标记。
2.调节显微镜到欲观察的深度 从主机监视器上找到最清晰的微粒 （细胞），如果微粒（细胞）不在标 线上，则先按下“暂停”键，按鼠标 左或右键，将微粒（细胞）移动到某 一标线上，在“暂停”期间仪器不记 时。 3.电泳计时时应先按右键右移微粒（细 胞）至另一标线然后再按左键返回原 标线(一个来回(4格)为一次微粒（细胞） 移动时间)，松开鼠标，刚才的时间及
细胞电泳
细胞电泳的定义和分类
曾赋予细胞 电泳的细胞表面的结构和
功 能变化的一种精细和灵敏的生物物理方法［， ］ １５ ３。 此定义显然 已经不合适。我们认为：细胞 电泳是通 过研究细胞在电场 中的迁移行为来分离细胞和分析 细胞表面结构 与功能间关系的一种生物物理方法。
淌度测定可有三种主要类型： １ ．人工流动介质电泳：设介质流速为Ｖ ， ｓ 与细胞电迁移速度Ｖ 夹角为 粒，与细胞实际速度 Ｅ
Ｖ夹角为 β（ １ ，无电渗时有： 图
最近作者运用高压毛细管区带电泳法分析红细
胞 ，测得的细胞淌度 、淌度分布或分级与复杂的大 型仪器 （ 激光－ 普 勒电泳）结果无异。但更经 如 多 济 ，且操作 简单快速。本法还可用于微量高纯 细胞 的制备，功能较全［４ ３］ 。
ｒ ｏｕｉｎ ｔｅ ａ ｄ ａｏ ｅｓ（ａｔ ｌａｌ ｅ ｌｔ ｏ ｈ － ｓ ｏ ｆ ｎ －ｎｍ ｒ ｐ ｒ ｃ ｒ ｉｕ ｙ
ｏ ａ Ｃｃｄｘｉ Ｃｌ ｎ Ｈ ｎｌａｇ ｎ β ｙ ｏ ｔｎ ｕ Ｊｎ ｅｇ ｉｎ － ｌｅ ｒ ｏｍ Ｄｅａｔ ｅ ｏ ｃ ｍｓ ｙｐｋ ｇ ｉ ｒ ｔａｄ ｐｒ ｎ ｍ ｔ ｈ ｉ ｒ，ｅｉ Ｕ ｖ ｓｙ ｅ ｔ ｎ ｎ ｅｉ ｎ
大 鼠脑垂体细胞 ， 前者得到３个 级份 ， ２ 其中 ５ ６ 至 个
等在生理ｐ Ｈ下解离形成电荷 （ 通常是负电荷，主 要来源于唾液酸［ ２ １ ７ 会在 电场作 用下迁 １，， ］ ，２ ３
移。不同种 细胞 净荷 电量各异即迁 移速度不同，因 而可用 电泳原 理分离和分析。通常利用区带原 理测 定 ，即将细胞置 于 ｐ Ｈ缓冲的等渗背景电解质溶液 中 由电场作 用进行 电泳分离或测定细胞淌度 （┑ ｍ单
运 细 上 射光 频 Ｖ 入 频 Ｖ 同 其 动 胞 散 的 率ｓ 射 率 不 ， 墓 馄 与
细胞电泳
实验方法
3. 显微成像 连接好摄像头电源线和视频线，打开主机开关，调节显微镜进光量。焦距等即可从彩色液晶监视器上看得到显 微观察电泳槽内的景象，通过调节监视器的亮度、对比度，使图像最佳。 4. 测量电渗值 5. 正式测量 重新输入参数:系统设置:开始测量，正式洲量只测观察电泳槽0.5处的微粒即可，测量方法与上述方法完全相同。 当微粒全部测量完成后，计算机自动显示出此次测量的全部结果，其结果是分屏显示的，如需要打印可按[打印 键]，如不打印可按[确认]键显示下一屏信息。 6. 根据说明书进行实验。 固定与加样
实验方法
电泳检测
(一)准备工作: 1. 样品的准备和灌注: (a)如果是观察无机物等微粒， 根据测试的需爱，最按比例: (50 ~ 100）ml的蒸馏水(或纯净水)加入0.01-0.
05)克的样品，充分搅拌均匀。 (b)如果是观察细胞，原则上应按细胞渗透压和酸碱度等因素配制稀释剂。一般情况下， 应对细胞样品分离
04 实验方法
实验方法
系统的安装
1.将随机所配电源线与有接地保护的电源插座连接好； 2.将摄像头通过接口与显微镜连接牢固，注意摄像头后部印学的方向； 3.将随机所配摄像头电源线按红正黑负连接主机后面板插座及摄像头电源接线端； 4.将彩色液晶监视器固定在主机基座上，井将专用电源连线分别与监视Байду номын сангаас电源插口及交流220伏相连； 5.将视频线分别与彩色液晶显示器(VI) 和摄像头视频输出端子相连； 6.将显微观察电泳植专用电极连线分别与电沐槽插座和主机后面板电极插座相连。
场的作用下，细胞在特殊的装置内发生运动。这种现象称作细胞电泳。 细胞表面具有一定的电荷(通常为负电荷)，它能象无机离子一样均匀地分布在介质中。细胞表面吸附了
细胞电泳
计算方法
• (S可用μm或mm表示) 因为每次测得时间t(共n次)为不等值，而 电泳距(S)为定值即S1=S2=S3…S。，所以，因此，平均电泳 速度为：
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• 8)测量： • ①开关拨至“工作”挡，调节电压为40v，由于电场的作用，在视 野中可以观察到管腔中细胞的移动，并记录1个细胞通过网格 目镜测微尺(1格或2格)的时间。 • ②开关拨至“停止”挡，细胞即停止运动。 • ③将换向开关拨至负处，调整开关拨至“工作”挡，由于电场方 向变更，则细胞向相反方向移动，此时再选择另一细胞，按上 述方法，记录下电泳时间。如此反复进行，测量多次，并分别 记录实验数据。如配有SD型自动计时仪与该机联网使用，可自 动积分计时和显示测量终点，可缩短测量和计算时间，提高测 量的准确度。 ④实验结束后，将电压旋回“0”处，调正开关拨至“停止”挡，并关 闭电源。
• (5)将制备的样品注满毛细管电泳室，其灌注方法：将毛细管斜 插入被测样品中，由于毛细作用，则整个管腔充满了被测细胞 悬液。也可利用橡皮头的吸吮作用将样品灌满毛细管电泳室。 将注满样品的毛细管水平移至电泳架上，并夹紧，然后利用盐 桥将毛细管与银电极接通。 • (6)将电泳架移至显微镜载物台上，调整焦距，使焦面落在管腔 内选择的位置。为了操作迅速，避免因测量时间过长引起细胞 沉降，可事先做好空白调试，定出电泳架在载物台上的位置及 毛细管内壁刻度线的焦距。 • (7)通过直流输出引线端的电极夹，分别与左右电极接通。
开关拨至工作挡调节电压为40v由于电Байду номын сангаас的作用在视野中可以观察到管腔中细胞的移动并记录1个细胞通过网格将换向开关拨至负处调整开关拨至工作挡由于电场方向变更则细胞向相反方向移动此时再选择另一细胞按上述方法记录下电泳时间
细胞电泳
PAOLO DESIGN
实验目的
• 1、了解细胞电泳的原理及意义 • 2、学习细胞(包括细胞器)电泳速度及其ζ电
位的测定方法。
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实验原理
• 电泳：在电场作用下，液体介质中的质点 与介质间的相对运动称为电泳
• 细胞电泳：细胞表面具有一定的电荷（通 常为负电），将细胞制备成悬浮液，使其 单个游离的细胞分散于等浸的介质中，在 外加电场作用下，细胞在电泳室内发生运 动，这种现象称为细胞电泳
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• 8、测量 • （1）将开关调至“工作”档，再调节电压使其达到原来
(即操作4中所调)的水平，由于电场作用，在视野内可观察 到管腔内细胞的移动。记录某个细胞通过目微尺2格的时 间。 • （2）将开关调至“停止”档，细胞即停止移动。 • （3）将换向开关调至“负”处，调整高速开关调至“工 作”档，由于电流方向变更，则细胞向相反方向移动，此 时再选择一细胞按上述方法，记录下电泳时间。 • （4）如此反复测量多次，分别记录实验数据。 • （5）实验结束后，将电压及电流二钮调回到“0”处，调 整开关至“停止”处，并断开电源；将毛细管洗干净，同 时将电极擦净，放回原处，显微镜恢复到直立状态。
内腔是正方形、长方形或圆形等。在其中 相对应的一对内壁中线处，各刻有一条与 长轴平行的滚线，而两线之间的距离为电 泳室的厚度d。 d的测量同实验二中“厚度 的测量’’部分．然后将测得的d值除以lO， 便求得了d／10层的刻度数，将微调回零后， 再转动到上述刻度值，便是d／lO层的位置。
PAOLO DESIGN
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• 9、电泳速度计算：根据所测目微尺的实际刻度值，计算 出每次的电泳距离S，将所测电泳距离的总和除以所测时 间的总和，得出电泳的平均速度，以下式表示：
细胞电泳
在医学及生物学领域中，显微电泳技术常 用于观察细胞，这时的显微电泳称为细胞 电泳。根据细胞表面的电荷密度，推测其 构造和功能、大分子物质在细胞表面的吸 附，以及在细胞表面进行的免疫反应等等。 由于它不破坏细胞的结构，也不用染色等 等处理，因此能在近似于生物体的环境中 进行观察，得出其它方法无法得到的结果
电泳槽
玻璃小室
准备加样时的样子
小室卸下的时候用力平推
电泳时小室要放平
上样时的样子 加样大约0.5ml,注意要避免产生气泡， 泄漏的溶液要及时清理干净。
二 显微镜调焦
先让微调零可读对准某一个白色的点，然后用粗 调调上层横线至清晰 用公式计算出静止层所需调整的格数。微调格数 N1＝0.202×804（电泳槽的标定深度）/1(微调每 格1微米）。微调逆时针旋转所需格数即为静止层。 0.5D测量层的调整：计算格数N2＝0.5×804 /1－ 0.202×804/1；在静止层的基础上再逆时针调整 N2格数即到0.5D测量层。
性能及用途
检测分析一体化设计； 检测微粒电荷的符号、数量及泳动率； 能检测多个微粒； 自动给出平均数、标准差，并能显示群体电泳速 率分布直方图 配有彩色成像显示系统、电脑记录分析系统； 数据可存储，并可直接打印结果。
WD-9408D显微电泳系统
ห้องสมุดไป่ตู้
WD-9408C
WD-9408C控制部分
显微电泳槽
红细胞显微电泳实验
实验原理： 显微(细胞)电泳是一项有理论意义和实用价值 的检测方法。它通过显微镜直接观察分散 于液相介质中的微粒在电场中的移动方向 和速度，验证微粒表面电荷的符号和密度， 进而推测它们的组成和特点。
适合光学显微镜观察的微粒的大小约为1～100µm。 通过对各种微粒的带电性质进行研究，在多领域 科研及生产实践中，例如制药、食品、纺织、印 染、油漆、造纸、橡胶、石油、感光材料、塑料、 冶金、选矿等等都越来越普遍地受到重视。 在上述各学科的教学中，应用显微电泳系统可以 直观形象地学习掌握显微电泳技术，验证各种微 粒表面电荷的符号和密度，同时也可以开展有关 的科学研究工作如测量微粒的ζ电动势等。
电泳法实验报告
电泳法实验报告
1.实验目的
探究电泳法在生物学研究中的应用，了解其原理和操作步骤，并通过实验验证电泳法的有效性。
2.实验材料和仪器
DNA样本
琼脂糖凝胶
TAE缓冲液
电泳槽
电源
___ imager
3.实验步骤
1.准备琼脂糖凝胶：按照指定比例将琼脂糖粉溶解在TAE缓冲液中，搅拌均匀并加热至溶解。
2.倒入电泳槽：将溶解好的琼脂糖凝胶缓慢倒入预先安装好的电泳槽中，待凝胶固化。
3.建立电路：将电泳槽两端分别与正负极连接，接通电源。
4.样品处理：将待检测的DNA样本与荧光染料混合，并预处理样品以适应电泳条件。
5.打孔加载：将处理好的样品滴入凝胶孔中。
6.电泳运行：根据需要设置电泳时间和电压条件，启动电源进行电泳运行。
7.图像获取：电泳结束后，将凝胶置于___ imager中进行成像获取。
4.实验结果与分析
通过电泳法实验，观察到在电场作用下，DNA片段根据大小分子量的不同被带电载体向正极或负极移动，形成不同的条带。
根据条带的位置和长度，可以初步判断样品中DNA片段的分子量及含量。
5.实验总结与展望
电泳法作为一种常用的分子生物学技术，具有操作简单、结果可靠等优点，在DNA分析和蛋白质研究中有着广泛的应用。
未来可以进一步探究不同电泳条件对实验结果的影响，并探索电泳法在其他领域的潜在应用。
6.参考文献参考文献1] 参考文献2]。
高中生物电泳实验教案模板
教学目标：1. 知识目标：理解电泳的原理，掌握电泳实验的操作步骤，了解电泳在生物研究中的应用。
2. 能力目标：培养学生的实验操作能力、观察分析能力和科学探究能力。
3. 情感目标：激发学生对生物科学的兴趣，培养严谨的科学态度和团队合作精神。
教学重点：1. 电泳的原理及操作步骤。
2. 电泳实验结果的分析。
教学难点：1. 电泳实验中各种参数的调整与控制。
2. 电泳实验结果的分析与解释。
教学准备：1. 教学课件2. 电泳实验装置（包括电泳槽、电源、电极、电泳缓冲液、凝胶板、样品等）3. 学生分组实验材料4. 实验报告模板教学过程：一、导入1. 提问：什么是电泳？电泳在生物学研究中有什么应用？2. 回答：电泳是一种利用电场力使带电粒子在凝胶中迁移的技术，广泛应用于蛋白质、DNA、RNA等生物大分子的分离和鉴定。
二、实验原理1. 介绍电泳的原理，包括电场力、迁移率、凝胶板的作用等。
2. 讲解电泳缓冲液的作用，以及如何选择合适的缓冲液。
三、实验步骤1. 准备电泳实验装置，包括电泳槽、电源、电极、电泳缓冲液、凝胶板等。
2. 准备样品，包括蛋白质、DNA、RNA等生物大分子。
3. 加载样品到凝胶板上，注意样品的排列顺序。
4. 将凝胶板放入电泳槽中，加入电泳缓冲液，连接电极。
5. 开启电源，调整电压和电流，进行电泳实验。
6. 实验结束后，关闭电源，取出凝胶板。
7. 对凝胶板进行观察和分析，记录实验结果。
四、实验注意事项1. 实验操作过程中要注意安全，避免触电。
2. 实验操作要规范，确保实验结果的准确性。
3. 注意电泳缓冲液的pH值，确保实验条件稳定。
五、实验结果分析1. 讲解电泳结果的分析方法，包括条带位置、条带宽度、条带亮度等。
2. 学生分组讨论，分析实验结果，得出结论。
六、总结与反思1. 总结电泳实验的原理、操作步骤和注意事项。
2. 学生分享实验心得，反思实验过程中遇到的问题和解决方法。
教学评价：1. 学生实验操作的正确性和熟练程度。
实验八聚丙烯酰胺凝胶圆盘电泳
实验八 聚丙烯酰胺凝胶圆盘电泳【实验目的】1.掌握盘状聚丙烯酰胺凝胶电泳的基本原理。
2.学习盘状聚丙烯酰胺凝胶电泳的操作技术，用于分离蛋白质。
【实验原理】聚丙烯酰胺凝胶电泳是以聚丙烯酰胺作为支持物的一种电泳形式。
单体-丙烯酰胺和交联剂-甲叉双丙烯酰胺相互作用可形成聚丙烯酰胺，该聚合反应以TEMED 作为催化剂，以APS 作为引发剂。
丙烯酰胺和甲叉双丙烯酰胺的比例可决定凝胶网孔的大小，交联剂所占比重越大，凝胶的网孔就越小。
利用聚丙烯酰胺凝胶电泳进行蛋白质分离主要依据以下两个因素： 蛋白质所带静电荷：在不同的pH 条件下蛋白质所带电荷不同。
在一定C=O NH 2 C=O NH CH 2 C=O NH CH 2 + AP TEMED NH CH 2C=O NH CH 2—CH C=O NH 2 —CH 2—CH C=O NH 2 — CH 2—CH —C=ONH 2 —CH 2—C C=O 2 — 丙烯酰胺 甲叉双丙烯酰胺聚丙烯酰胺 CH 2=C CH 2=C — CH 2 —CH —C=O CH 2CH的电场条件下蛋白质将向与其所带电荷相反的电极方向移动，移动速率取决于蛋白质表面电荷的数量，电压越强或电荷越多则蛋白质移动的越远。
其次，蛋白质的形状和大小：蛋白质在电泳中所受的阻力主要取决于样品的大小与凝胶网孔大小之间的关系。
蛋白质分子越小或凝胶网孔越大，所分离样品所受阻力就愈小，则在电场中的迁移率就越大。
在非变性电泳中，天然蛋白质的分离就是蛋白质所带电荷、分子大小及分子形状等因素共同影响，作用的结果。
电压x 样品静电荷迁移率=摩擦力浓缩效应可显著提高聚丙烯酰胺凝胶电泳的分辨率，该效应可通过引入浓缩胶和不连续缓冲溶液系统而获得。
浓缩胶处于分离胶的顶部，因此样品在进入分离胶之前首先要经过浓缩胶。
它是由较低浓度的丙烯酰胺构成，当样品经过浓缩胶时由于胶内网孔较分离胶网孔大，样品的移动速度较快，最终使样品“堆积”在浓缩胶和分离胶之间。
电泳实验报告
实验十二 电泳一、目的要求1）掌握电泳法测ζ电势的原理和技术；2）从实验现象中加深对胶体的电学性质的理解，即在外电场作用下，胶粒和介质分别向带相反电荷的电极移动，就产生了电泳和电渗的电动现象（因电而动）。
二、基本原理1．电泳由于胶粒带电，而溶胶是电中性的，则介质带与胶粒相反的电荷。
在外电场作用下，胶粒和介质分别向带相反电荷的电极移动，就产生了电泳和电渗的电动现象。
影响电泳的因素有：带电粒子的大小、形状；粒子表面电荷的数目；介质中电解质的种类、离子强度，pH 值和粘度；电泳的温度和外加电压等。
从电泳现象可以获得胶粒或大分子的结构、大小和形状等有关信息。
2．三种电势0ϕ：热力学电势（或平衡电势），固体表面相对溶液的电势，0ϕ=f （固体表面电荷密度，电势决定离子浓度）。
??：斯特恩电势。
离子是有一定大小的，而且离子与质点表面除了静电作用外，还有范德华吸引力。
所以在靠近表面1-2个分子厚的区域内，反离子由于受到强烈的吸引，会牢固的结合在表面，形成一个紧密的吸附层，称为固定吸附层或斯特恩层；在斯特恩层中，除反离子外，还有一些溶剂分子同时被吸附。
反离子的电性中心所形成的假想面，称为斯特恩面。
在斯特恩面内，电势呈直线下降，由表面的0ϕ直线下降到斯特恩面δϕ。
δϕ称为斯特恩电势。
?：电动电势。
当固、液两相发生相对移动时，紧密层中吸附在固体表面的反离子和溶剂分子与质点作为一个整体一起运动，其滑动面在斯特恩面稍靠外一些。
滑动面与溶液本体之间的电势差，称为 ζ电势。
ζ电势与δϕ电势在数值上相差甚小，但却具有不同的含义。
应当指出，只有在固、液两相发生相对移动时，才能呈现出ζ电势。
ζ电势的大小，反映了胶粒带电的程度。
ζ电势越高，表明胶粒带电越多，其滑动面与溶液本体之间的电势差越大，扩散层也越厚。
当溶液中电解质浓度增加时，介质中反离子的浓度加大，将压缩扩散层使其变薄，把更多的反离子挤进滑动面以内，使ζ电势在数值上变小当电解质浓度足够大时，可使ζ电势为零。
细胞电泳图(共8张PPT)
蛋白及其伴随的DNA片断组成)单位之间的连接处，被细胞核内已激活的核酸内切酶切断，并且这种切割导致DNA“非随机性”的断裂, 形 成特征性有序的DNA片断，在琼脂糖凝胶电泳中可见特征性的“梯状条带”。 具有不同的相对分子质量的DNA片段泳动速度不一样。
3种细胞DNA电泳结果如下图： 利用细胞在不同生理状态下DNA分子质量变化的区别、以及在一定浓度琼脂糖凝胶中DNA片断的迁移速率不同的特征，就可以对凋亡
速度不一样。
双链DNA分子在一定浓度琼脂糖凝胶中的迁移速率与DNA分子质量的对数成反比，DNA 分子越大则所受阻力在凝胶中的摩擦阻力就越大，也就越难于在凝胶孔隙中蠕行， 因而迁移或泳动得速度就越慢。如图：
双链DNA分子在一定浓度琼脂糖凝胶中的迁移速率与DNA分子质量的对数成反比，DNA分子越大则所受阻力在凝胶中的摩擦阻力就越 大，也就越难于在凝胶孔隙中蠕行，因而迁移或泳动得速度就越慢。 利用细胞在不同生理状态下DNA分子质量变化的区别、以及在一定浓度琼脂糖凝胶中DNA片断的迁移速率不同的特征，就可以对凋亡 细胞与坏死细胞等进行区别。 DNA分子在琼脂糖凝胶中时，有电荷效应和分子筛效应。 利用细胞在不同生理状态下DNA分子质量变化的区别、以及在一定浓度琼脂糖凝胶中DNA片断的迁移速率不同的特征，就可以对凋亡 细胞与坏死细胞等进行区别。 坏死细胞的DNA断裂点是随机断裂的，为无序的杂乱片断，即DNA随意断裂为长度不一的片段，琼脂糖凝胶电泳为DNA从大到小连续 分布的“弥散状” 条带（类似血抹片时的连续性条带）。 DNA分子在高于等电点的溶液中带负电荷，在电场中向正极移动。 3种细胞DNA电泳结果如下图： DNA分子在琼脂糖凝胶中时，有电荷效应和分子筛效应。 因此通过已知大小的标准物移动的距离与未知片段的移动距离时进行比较，便可测出未知DNA片段的大小。 因此通过已知大小的标准物移动的距离与未知片段的移动距离时进行比较，便可测出未知DNA片段的大小。 1、DNA为碱性物质，在电泳（缓冲液pH=8）时带负电荷，在一定的电场力作用下向正极泳动。 但由于细胞凋亡知识很抽象，因而是教学难点，在教学过程中还有一些教师对“细胞DNA电泳图”的解读有一定困难，下面就让我们共同 来探讨这幅图的科学内涵。
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（一）前期准备
1.样品的制备：根据实验对象，选择所需介质1mL，再 采用血量管或微型移液管吸取浓缩细胞10mm3加入上 述介质中，并混匀，备用。 2.盐桥的制备：称取9gNaCl加蒸馏水100mL,溶解后加入 0.4g琼脂粉（凝胶作用）加热融化，在加热时不断用 玻璃棒搅动，直至全部融化，此时将已洗净晒干的塑 料管插入溶液内，使管腔内部被充满，不得留有气栓。
1. 了解细胞电泳的原理及意义，学习细胞 （包括细胞器）电泳速度及其ζ 电位的测 定方法。 2. 通过哺乳动物红细胞电泳现象的观察和电 泳速度的测定实验，掌握细胞电泳技术的 实验操作。 3. 通过实验了解细胞电泳技术在研究生命科 学中的重要作用。
带电颗粒在电场的作用下，向着与其电性 相反的电极方向移动，这种现象称之为电泳 (electrophoresis，简称EP)。 电泳技术就是根据各种带电粒子在电场中 迁移速度的不同而对物质进行分离的一类实验 技术。 细胞表面具有一定的电荷(通常为负电荷)， 其表面吸附着被极化的水分子层，它与介质间 存在着电位差，此电位差称为ζ 电位。
(5)将制备的样品注满毛细管电泳室，其灌注方法：将毛 细管斜插入被测样品中，由于毛细作用，则整个管腔 充满了被测细胞悬液。也可利用橡皮头的吸吮作用将 样品灌满毛细管电泳室。将注满样品的毛细管水平移 至电泳架上，并夹紧，然后利用盐桥将毛细管与银电 极接通。 (6)将电泳架移至显微镜载物台上，调整焦距，使焦面落 在管腔内选择的位置（d/10或d/15),为了对照可测d/2 处的电泳速度作对照。
分 类 1. 按支持介质的不同可分为： ⑴ 纸电泳（Paper electrophorisis） ⑵ 醋酸纤维薄膜电泳（Cellulose Acetate electrophoresis） ⑶ 琼脂凝胶电泳（Agar Gel electrophoresis） ⑷ 聚丙烯酰胺凝胶电泳（Polyacrylamide Gel electrophoresis）（PAGE） ⑸ SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS－PAGE）。 2.按支持介质形状不同可分为： ⑴ 薄层电泳 ； ⑵ 板电泳 ； ⑶ 柱电泳
5.毛细管电泳室静止室的计算（即d/10的测量）
毛细管是长6cm的管腔，成正方形或等边三角形， 以玻璃制成的毛细管。电泳室的相对应的内壁中线处 各刻有一条与内壁长轴一致的平分线，此线是在电泳 测量时观察一定深度的细胞移动的标准。 根据液体力学原理，液体在官腔内流动的速度因 其深度的不同，管壁对质点的吸附作用和摩擦作用不 同，因此不同深度的质点运动速度是不一致的，管腔 中心最快，紧贴管壁出最慢，并且不同部位质点运动 的速度与深度间变化成抛物线关系。所以在做电泳速 度测量时，在其他因素相对稳定的条件下必须选择固 定深度侧量，否则因深度的变化而测定的电泳速度将 不能表示出正确的实验数据。
(9)计算电泳速度： 根据所测量得到的网格目微尺格度的实际 观察值，计算出每次的电泳距离S，将所测电泳 距离的总和除以所测时间的总和，即得出电泳 的平度速度(w)。即：
电位ζ 用下个公式计算：
140
w r v
其中，W为电泳速度，r为两电极间的距离（6cm）， v为电压，所以动物细胞的电位差ζ =21W,叶绿体 细胞的电位差ζ =15.27W。
1.材料： 鼠全血细胞、菠菜叶绿体 2.器具： 细胞电泳仪，普通光学显微镜，电子表， 台微尺，目微尺，细胞电泳架，电泳毛细 管，吸血量管，洗耳球，盐桥等。
3. 电泳介质： (1)生理盐水甘油溶液：0.9％NaCl液，0.32M 甘油溶液，每毫升加入4～5IU(国际单位)的 肝素混匀后备用；(2)8％蔗糖肝素液：在8 ％的蔗糖中， 0.32M甘油溶液，每毫升加入 4～5IU的肝素混匀后备用；(3)50％血清液： 用生理盐水将离心后提取的同种动物的血清 配制成50％的介质。因血清中含有抗凝物 质，在制备此液后不需再加入其他抗凝剂 （肝素）。
每种细胞在恒定的条件下(如温度、电压、电流、 介质浓度、pH值等)其电泳速度和ζ 电位十分稳定，但 在各种有害因子或病理状态的影响下，可降低其表面 电荷，所以细胞的电泳速度和ζ 电位值产生变化(降低)。 因此，利用细胞电泳手段研究生命结构的表面性质， 鉴定细胞或单细胞有机体的功能和病理状态具有重要 的意义。 在外界附加电场作用于多相系统时，可使该系统 产生相位移效应，称为电动现象，属于该电动现象的 包括电泳和电渗透。 在电场作用下，液体介质中带电悬浮质点与介质 间的相对运动，称为电泳。 将细胞制备成悬浮溶液，使其单个游离的细胞分散 于等渗的介质中，在电场作用下，细胞在电泳室内发 生运动，这种现象称为细胞电泳。
(7)通过直流输出引线端的电极夹，分别与左右电极接通。
(8)测量：①开关拨至“工作”挡，调节电压为操作4中调 节的水平，由于电场的作用，在视野中可以观察到管 腔中细胞的移动，并记录某个细胞通过网格目镜测微 尺(1格或2格)的时间。 ②开关拨至“停止”挡，细胞即停止运动。 ③将换向开关拨至负处，调整开关拨至“工作”挡，由 于电场方向变更，则细胞向相反方向移动，此时再选 择另一细胞，按上述方法，记录下电泳时间。如此反 复进行，测量多次，并分别记录实验数据。 ④实验结束后，将电压旋回“0”处，调正开关拨至“停 止”挡，并关闭电源。
3.网格目镜测微尺的校准: (同细胞大小观察实验)
在显微镜载物台上安装台微尺，转动显微镜镜 筒的目镜并移动物镜测微尺，调整目镜测微尺网格 的纵线与台微尺的一条细线重合在一起，然后确定 二者再次重合时，各自的格个数，用公式X=na/b计 算网格的实验刻度。（其中a为0.01mm） 4.显微镜固定及毛细管和银电极的清洁 选可翻转的显微镜以免细胞在电泳时迅速下沉， 脱离观察面。用肥皂水冲洗毛细管电泳室，然后用 清水冲洗数次。用普通纱布将电泳架两端的银电极 擦干净，以免正反两方向的电泳速度显著不一样。
电泳速度（Ue cm/s） 在单位时间内，带电粒子在毛细管中定向 移动的距离； 电场强度(E V/cm) 在给定长度毛细管的两端施加一个电场后 所形成的电效应的强度；
电泳淌度（μep cm2/(V.s) ）带电粒子在毛细管中定向移动的速 度与所在电场强度之比；
显 微 细 胞 电 泳 系 统
显微观察 电泳槽
观察窗 （易碎）
玻璃小室
显微观察电泳槽固定架Βιβλιοθήκη 样安放玻璃小室电泳
电泳结束，取出玻璃小室
电渗流 方向
样品分子泳 动方向
有效长度 (Ld, cm)
迁移时间 (tm min)
毛细管的入口端到检测器窗口的距离；
带电粒子在电场作用下做定向移动的时间；
（二）电泳速度及ζ 电位的测定 电泳速度 (1)根据所需用的输入电源，将仪器背面的电源选择 钮“交流一直流”，拨至所需要的位置。 (2)接通电源，打开电源开关；指示灯亮。 (3)插入直流输出引线，注意请勿将电极夹的正负电 极短路，以免损坏仪器。 (4)将调整开关拨至“工作”挡，换向开关拨至 “正”，然后调节“电压调节”旋钮及“电流调 节”，动物细胞电泳时电压调至40V,电流调至1mA; 叶绿体电泳时电压调至55V。调好后再将开关拨至 “停止”挡。