第二章 电泳学基础
电泳课件
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• 综上所述，在两界面上一般带有电荷，形成双电层。 在电场作用下，带电界面连同双电层中剪切面以内的 物质向一方移动，而双电层可移动部分的反离子带着 溶剂分子向相反方向移动，于是就产生了电泳与电渗。 而迫使带电界面与双电层中扩散层部分做相对运动产 生电位差，即流动电位与沉降电位。由此可见，动电 现象是电现象与流体流动交叉的复杂现象，动电理论 既涉及双电层，也涉及液体流动理论，所以是很复杂 的。由于动电现象中两相相对移动的边界是双电层中 剪切面，所以它与从剪切面处到液体主体相间的电位 差（即 电位）有关。
zeta电位是动电现象的根本原因
胶体溶液是分散相大小为1nm－1000nm的高 分散多相体系。在胶体的分散体系中，胶体颗粒带 一定量的电荷。由于整个胶体分散系统呈电中性， 因而在胶粒四周的分散介质中，必定具有电量相同 而符号相反的反离子存在，因此胶粒表面和介质间 就形成一定的电势差。从滑动面到溶液本体间存在 的电势差叫做ζ电势。 ζ电势越大，胶体体系越稳 定，因此ς电势大小是衡量胶体稳定性的重要参数。
外循环恒温系统:高电压会产生高热，需冷却； 凝胶干燥器:用于电泳和染色后的干燥； 灌胶模具：制胶，玻璃板和梳子； 电泳转移装置：利用低电压，大电流的直流电场，使凝胶电 泳的分离区带或电泳斑点转移到特定的膜上，如PVDF膜
电泳洗脱仪：回收样品 凝胶扫描和摄录装置：对电泳区带进行扫描，从而给 出定量的结果。
流动电位（streaming potential）
• 与电渗现象正好相反，在外力作用下，液 体沿着毛细管流动，就会产生流动电流和 流动电位。
• 图中的是双层的厚度，双层扩散部分的离子速率 可近似地表示为： • pR • u= —— (1) • 2L 式（1）的变量，定义在图中，离子流产生 德尔电 流可用式（2）给出：
电泳原理知识点梳理总结
电泳原理知识点梳理总结电泳是一种常见的生物分子分离和分析技术，通常应用于蛋白质、核酸和多肽等生物大分子的分离和纯化。
本文将从电泳的基本原理、电泳的类型和原理、电泳的应用等方面进行梳理总结。
一、电泳的基本原理1.1 电泳的定义电泳是利用电场对带电分子进行分离的技术。
当带电分子置于电场中时，它们会受到电场力的作用，从而发生移动。
因为不同分子的迁移速度取决于其电荷、大小和形状，所以在电场中，不同分子会按照不同的速率进行迁移，从而实现分离。
1.2 电泳的基本原理电泳过程中，通过在电泳槽中建立电场，使带电分子在凝胶或液体介质中定向移动，从而达到分离的目的。
电泳介质一般是琼脂糖凝胶、聚丙烯酰胺凝胶或毛细管等。
1.3 电泳的影响因素电泳的速度和分离效果受到多种因素的影响，包括电场强度、电泳介质的性质、离子浓度、温度等。
合理调控这些因素可以有效地提高电泳的分离效果。
二、电泳的类型和原理2.1 凝胶电泳凝胶电泳是最常用的电泳方法之一。
它通过在凝胶中进行分离，分子根据大小和电荷的不同在凝胶中移动，从而实现分离。
凝胶电泳可以分为平板凝胶电泳和直线凝胶电泳两种类型。
2.2 聚丙烯酰胺凝胶电泳聚丙烯酰胺凝胶电泳是一种常见的蛋白质和核酸分离技术。
它利用聚丙烯酰胺凝胶作为电泳介质，分子根据大小和电荷在凝胶中进行迁移，从而实现分离。
2.3 毛细管电泳毛细管电泳是一种高效的电泳技术，它利用毛细管作为分隔装置，利用电场作用下带电分子在毛细管中移动，实现分离。
2.4 电泳的原理不同电泳类型的原理主要是根据分子的性质和电场作用下的移动来进行分离，通过合适的介质和条件来实现分离效果。
三、电泳的应用3.1 生物医学研究电泳在生物医学研究中有着广泛的应用，特别是在蛋白质和核酸的分离和分析方面。
通过电泳技术可以对生物大分子进行高效的分离和纯化，从而对生物学过程和疾病的研究起着重要作用。
3.2 法医学领域在法医学领域，电泳技术可以用于对DNA进行分析，例如进行 DNA 鉴定和犯罪现场的DNA 分析等。
电泳基础说明(共50张PPT)
另外、pH和比电导度特性值虽然不能直接控制、但是也需考虑以下原因。 异常值出现时需再测定、同时与涂料厂家联络。
No. 管理項目 9. pH値
10. 比電導度
管理範囲 5.8 ~ 6.4
1200-1800
原因预测系统
↑ MEQ低下；UF 透过量、２次流挂低下 涂料稳定性低下
滤液废弃（漏）导致酸量下降 隔膜电导度低下导致酸量下降 杂质离子混入导致碱性上升 细菌繁殖导致酸量下降
↑
OH-
H2↑
R-NH3+ + OH- ---» R-NH2 + H2O
H+
R-NH2
阳极的化学反应 : 氧化反应 (R: 树脂)
–
(在电极表面)
2 H2O ---» 4H+ + O2 + 4e-
3. 一般的电泳涂装工序
温水洗、脱脂
空气 吹净
DIW
工水、RO 水洗工序
水洗
表面调整 皮膜化成处理
W0 : 皿重量
W1 : 样品重量 W2 : 烘烤后重量
R0 --- 皿重量
R1 --- 样品重量
R2 --- 烘烤后重量
C.) MEQ （酸含量）
MEQ = 100g 样品固体份 中的酸重量 (mg) ×100 酸的分子量
适用例 : 假定 ED槽的大小 = 約8 m3 (浴特性为NV=17% ; ASH=11 %的时候)
※ 洗浄
Ｄ.) 詳細説明
； 比电导度
涂膜性能FILM PROPERTIES MEQ每上升 1 个点
发生部位是局部、所以使容用易电判断传。导度测定装置测定。此时的涂料温度应为２８℃。
②磷化处理后水洗不充分。
电泳基础知识
电泳的基本原理
在一定pH条件下，每一种分子都具有特定的电荷 在一定pH条件下， pH条件下 种类和数量）、大小和形状， ）、大小和形状 （种类和数量）、大小和形状，在一定时间内它 们在相同电场中泳动速度不同， 们在相同电场中泳动速度不同，各自集中到特定 的位置上而形成紧密的泳动带。 的位置上而形成紧密的泳动带。这就是带电粒子 可以用电泳技术进行分离、 可以用电泳技术进行分离、分析和鉴定的基本原 理。 -
聚丙烯酰胺凝胶是由丙烯酰胺和 交联试剂N,N’-甲叉双丙烯酰胺 在有引发剂（如过硫酸铵） 在有引发剂（如过硫酸铵）和增 速剂（ 速剂（如N,N,N’,N’-四甲基乙二 TEMED） 胺，TEMED）的情况下聚合而成 的。丙稀酰胺的聚合通常是由化 学催化或光化学过程完成的, 学催化或光化学过程完成的,常 用过硫酸铵、 用过硫酸铵、过硫酸钾或核黄素 来引发这个过程， TEMED、 来引发这个过程，用TEMED、3二甲胺丙腈等作为聚合过程中的 增速剂。 增速剂。
若将带净电荷Q的粒子放入电场，则该粒子所受到的电荷引力为： 若将带净电荷Q的粒子放入电场，则该粒子所受到的电荷引力为： （1） F引=E Q 在溶液中,运动粒子与溶液之间存在阻力F 在溶液中,运动粒子与溶液之间存在阻力F阻 =6π V F阻=6πrηV （2） 2 当F引=F阻时 （3） 6π EQ= 6πrηV V
EQ V= 6πrη
（4）
由上式可以看出,粒子的移动速度(泳动速度V)与电场强度(E) 由上式可以看出,粒子的移动速度(泳动速度V)与电场强度(E) V)与电场强度 和粒子所带电荷量(Q)成正比,而与粒子的半径(r) (Q)成正比 (r)及溶液的粘度 和粒子所带电荷量(Q)成正比,而与粒子的半径(r)及溶液的粘度 DNA） (η)成反比。非球形分子（如线状DNA）在电泳过程中受到更大 )成反比。非球形分子（如线状DNA 的阻力，即粒子的泳动速度与粒子形状有关。 的阻力，即粒子的泳动速度与粒子形状有关。
化学高一胶体知识点电泳
化学高一胶体知识点电泳电泳是一种常用的胶体分离技术，广泛应用于化学和生物学领域。
本文将介绍电泳的原理、分类和应用等知识点。
一、电泳原理电泳是利用电场作用下溶液中带电粒子的迁移现象进行分离的方法。
当带电粒子遇到电场时，会受到电场力的作用，从而发生迁移运动。
电泳分为几种不同的类型，包括直流电泳、间歇电泳和定位电泳等。
在直流电泳中，样品在电泳缓冲液中进行分离。
电泳缓冲液通常是一种含有离子的溶液，可以提供离子载流子以增强带电粒子的迁移速度。
间歇电泳通过在不同电场下进行电泳步骤，实现更复杂的分离。
例如，可以先在一个电场下进行垂直电泳，然后在另一个电场下进行水平电泳。
定位电泳是一种通过电场和化学反应共同作用实现的定位方法。
通过在特定的 pH 条件下进行电泳，可以将带有特定电荷的物质定位到特定的位置。
二、电泳分类按照分离方式的不同，电泳可以分为几种常见的类型，包括聚丙烯酰胺凝胶电泳、琼脂糖凝胶电泳和毛细管电泳等。
聚丙烯酰胺凝胶电泳是一种常用的蛋白质分离方法。
在该方法中，将样品加载在聚丙烯酰胺凝胶中，然后通过电泳迁移来分离不同大小和电荷的蛋白质。
琼脂糖凝胶电泳主要用于分离和分析核酸。
琼脂糖凝胶是一种由琼脂糖制成的半固体材料，样品可以通过琼脂糖凝胶的孔隙进行迁移，从而实现分离。
毛细管电泳利用毛细管内的毛细现象进行分离。
毛细管电泳具有快速、高效和高分辨率等优点，被广泛应用于制药、环境监测和食品安全等领域。
三、电泳应用电泳技术在生命科学和化学领域有着广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域：1. 蛋白质分离和鉴定：电泳可以通过分离和检测样品中的不同蛋白质，来研究其功能和结构等特性。
2. DNA分析：通过电泳可以对 DNA 进行分离和鉴定，常用于基因测序、DNA指纹鉴定和遗传病的诊断等。
3. 药物研发：电泳技术可以用于药物的质量控制和药物代谢产物的分析等。
4. 环境监测：电泳可以用于分析和检测水、土壤和空气中有害物质的含量，帮助评估环境污染程度。
电 泳
第一节 电泳的基本原理
蛋白质或其他多电解质则由其本身所具有的功能团的解 离而带电。蛋白质具有正负两类解离基，称为两性电解质。 蛋白质在酸性介质中带正电，在碱性介质中则带负电。在某 一pH值时，其正负电荷相等，此时的pH即称为该蛋白质的 等电点。
2）检查输入信号 ①起动信号是否输入； ②正转和反转起动信号是否同时输入； ③频率设定信号是否为零； ④频率设定为4- 20mA时，AU信号是否接通； ⑤输出停止信号（MRS）或复位信号（RES）是否在ON状态， 信 号MRS、RES分配在Pr.60、 Pr.63； ⑥漏型、源型的接口是否安装牢固。
②轴是否被锁定。
5）其它
①操作面板的显示是否为错误内容 OC1等； ②点动运行时，Pr.15 点动频率的设定值是否比Pr.13起动频 率的设定值低。
（2）电机旋转方向相反 1）输出端子U、V、W相序是否正确 2）起动信号正转/反转连接是否正确； 3）确认Pr.17 RUN键旋转方向选择的设定值。
（3）速度与设定值相差很大
（5）电机电流过大 1）负荷是否过重； 2）转矩提升设定值是否设定太大。
（6）速度不能增加 1）上限频率设定是否正确； 2）负荷是否过重（搅拌机冬季时负荷可能变重）； 3）转矩提升设定值是否太大、失速防止功能是否动作。
（7）运行时速度波动 1）检查负载； 2）负载是否有变化； 3）检查输入信号； 4）频率设定信号是否有变化； 5）频率设定信号是否受到感应噪声的影响； 6）连接晶体管输出单元时，回流电流是否引起误动作； 7）接线是否太长； 8）是否负荷GD2过小，确认没有噪声或漏电流等的影响。
电泳知识点总结
电泳知识点总结一、电泳的原理电泳是利用带电粒子在电场中受到电场力的作用而运动的原理进行物质分离的技术。
电泳技术最基本的核心原理是利用生物分子（如DNA、RNA、蛋白质等）在电场中的电荷性质和电场力的作用而运动的原理进行物质分离。
当生物分子处于电场中时，带电粒子将受到电场力的作用，移动速度与带电粒子的电荷量和电场强度成正比，与溶液的粘度成反比。
电泳的原理可以简单概括为：根据生物分子（如DNA、RNA、蛋白质等）在电场中受到的电场力的作用而运动的速度不同而进行分离的原理。
常见的电泳分离包括凝胶电泳、毛细管电泳、等温点电泳等。
二、电泳的分类根据所使用的分离介质的不同，电泳可以分为凝胶电泳和毛细管电泳等不同类型。
1. 凝胶电泳凝胶电泳是指在凝胶（如琼脂糖凝胶、聚丙烯酰胺凝胶等）中进行电泳分离的技术。
凝胶电泳通常用于对DNA、RNA、蛋白质等大分子生物分子进行分离和检测，其分辨率高、操作简便等特点。
凝胶电泳根据凝胶的性质和用途，可以分为琼脂糖凝胶电泳、聚丙烯酰胺凝胶电泳、琼脂糖-聚丙烯酰胺双杂交凝胶电泳等多种类型。
2. 毛细管电泳毛细管电泳是指利用毛细管进行电泳分离的技术。
毛细管电泳通常用于对小分子药物、多肽、核酸等进行分离和检测，具有分辨率高、分析速度快、用样品量少等优点。
毛细管电泳根据毛细管的类型和使用的分析方法，可以分为毛细管凝胶电泳、毛细管等温点电泳、毛细管毛细管电泳、毛细管毛细管电泳等多种类型。
三、电泳的应用电泳技术广泛应用于生物学、生物化学、医学、食品安全等领域，是实验室中常用的分离和检测技术。
电泳技术的主要应用包括：1. 生物分子分离和检测电泳技术被广泛应用于对DNA、RNA、蛋白质等生物分子的分离和检测。
在分子生物学和生物化学实验室中，凝胶电泳被用于对DNA片段、PCR产物、蛋白质等的分离和检测，毛细管电泳被用于对小分子药物、多肽、核酸等的分离和检测。
2. 波谱分析电泳技术被用于质谱、荧光、放射性同位素等多种检测方法的联用，用于对生物分子的分离和检测。
电泳原理知识点总结
电泳原理知识点总结电泳是一种利用电场作用于带电粒子的运动方式，常用于分离和检测生物分子。
电泳技术在生物学、药物化学、生物化学等领域得到了广泛应用，为科学研究和医学诊断提供了重要的技术手段。
本文将详细介绍电泳的原理、方法和应用。
一、电泳原理电泳的基本原理是利用电场力使带电粒子在电场中产生迁移运动。
电泳装置通常由电泳槽、电源、电极和缓冲液组成。
在电泳过程中，待分离的生物分子在电场作用下向正极或负极迁移，根据分子的大小、形状和电荷，分子将会有不同的迁移速率，从而实现生物分子的分离。
1. 电场电泳中的电场是由电源和电极产生的。
待分离的物质在电场作用下受到电场力，从而产生向正极或负极的迁移运动。
2. 缓冲液缓冲液是电泳中的重要组成部分。
它主要用于维持电泳过程中的pH稳定，防止生物分子因酸碱度的变化而失活或改变迁移速率。
另外，缓冲液还可以影响生物分子的迁移速率，从而实现分离。
3. 生物分子的迁移在电场作用下，待分离的生物分子受到电场力的作用，从而产生向正极或负极的迁移。
根据生物分子的大小、形状、电荷和缓冲液条件，生物分子将有不同的迁移速率，从而实现分离。
二、电泳方法电泳方法根据待分离的生物分子的特点和分离要求，可以采用不同的电泳技术，如凝胶电泳、毛细管电泳、等温点电泳等。
下面将分别介绍几种常见的电泳方法。
1. 凝胶电泳凝胶电泳是一种常用的生物分子分离技术，包括琼脂糖凝胶电泳、聚丙烯酰胺凝胶电泳和蛋白质西方印迹等。
凝胶电泳通常用于分离DNA、RNA、蛋白质和多肽等生物分子，并且可根据待分离样品的大小和特性选择不同的凝胶电泳方法。
2. 毛细管电泳毛细管电泳是一种利用毛细管对待分离的生物分子进行电泳分离的技术。
毛细管电泳具有分离速度快、分辨率高、试样损失小等优点，广泛应用于生物医学研究、环境监测和食品安全等领域。
3. 等温点电泳等温点电泳是一种根据生物分子在电泳过程中等温点的特性进行分离的技术。
等温点电泳可以用于分离DNA、RNA、蛋白质和多肽等生物分子，在生物学、医学、食品检测等领域有广泛的应用。
电泳
实验操作步骤及注意点
1 、准备与点样 1 ） 将已充分浸透的醋酸纤维膜取出，用滤纸吸去多余的 缓冲液。在膜的 无光泽面距一端 2cm 处点样（膜不 能折；在膜上标记记号）。 2 ） 用点样器蘸血清少许（ 不能看见有液滴形成 ），按在 点样处（点样要与膜边缘垂直，且大小均匀）。 2 、电泳 将膜无光泽面向下，点样端置于阴极，膜与电极紧密 接触（不能留有气泡），平衡 5min。通电，电压 100V, 时间 1h 。 3 、染色 电泳结束，将膜放入氨基黑 10B 染色，3min 后取出， 漂洗，反复几次，至背景漂净为止。用滤纸吸干薄膜。
v=QX /6πrη
迁移率u：单位电场强度下的电泳速度， 粒子的迁移 ：单位电场强度下的电泳速度， 率在一定条件下决定于粒子本身的性质即其所带电荷 及大小和形状。
u＝v/E=q/6πrη ＝
在具体实验中，移动速度V为单位时间t（单位为s）内移 动的距离d（单位为cm），即V＝d/t。电场强度X为单位 ＝ 距离L（单位为cm）内电势差E（单位为伏特），即 X＝E/L。将这两个公式代入上述公式，得到 ＝ U=v/X=dL/Et d=u*Et/L 由此可以得到两种物质移动距离的差为 △ d=(dA-dB)=(uA-uB)Et/L 从这个公式可以看出物质能否进行分离决定于二者的迁 移率。
分
类
按支持介质 支持介质的不同可分为： 支持介质 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）。 按支持介质形状 支持介质形状不同可分为： 支持介质形状 ⑴ 薄层电泳 ； ⑵ 板电泳 ； ⑶ 柱电泳
生物化学-电泳技术
浓缩胶
分离胶
凝胶越浓T，凝胶孔径↓，所受阻力，机械强度 丙稀酰胺浓度 分离物质分子量 4％ 大于100万 7－7.5％ 1－100万 15－30％ 小于1万 胶的孔径为蛋白质分子平均大小一半时效果好 凝胶强度的选择 先用7.5%的标准凝胶或4%--10%的凝胶梯度测试
五.聚丙烯酰胺凝胶盘状电泳原理
4.缓冲系统的选择
A. 样品的浓缩效应
缓冲液成分及pH的不连续性 浓缩胶pH6.7 缓冲液 浓缩胶Tris-HCl, 电极缓冲液Tris-Gly 解离度 ：Cl> 蛋> Gly mclcl>m蛋蛋>m Gly Gly 凝胶中Cl－为快离子， Gly－为慢 离子，蛋白质样品被夹在中间。
缓冲液 样品 浓缩胶
电位梯度的不连续性
E：每厘米的电压降 E＝I(电流强度)/(电导率) E与电泳速度成正比 电泳开始后，由于快离子 泳动率最大，在快离子后 面形成一个离子浓度低的 低电导区，产生较高的电 位梯度，使蛋白质和慢离 子加速移动，蛋白质样品 被进一步浓缩。
A. 样品的浓缩效应
四个不连续性造成样品浓缩效 应原理包括：
缓冲液
浓缩胶
分离胶
C.分子筛效应
分离胶的孔径小，各分 子由于大小和形状不同， 所受阻力不同，表现出 不同的 泳动速度，即 分子筛作用。分子量小， 形状为球形的泳动速度 最快。
缓冲液
浓缩胶
分离胶
C.分子筛效应
分离胶的孔径小，各分 子由于大小和形状不同， 所受阻力不同，表现出 不同的 泳动速度，即 分子筛作用。分子量小， 形状为球形的泳动速度 最快。
可调节凝胶孔径， 聚丙烯酰胺凝胶 样品用量少分辨率 电泳 高，无电渗现象
五.聚丙烯酰胺凝胶盘状电泳原理
电泳生物知识点总结
电泳生物知识点总结第一部分：电泳基础知识1. 电泳原理电泳利用电场对带电生物分子的运动进行控制和分离。
在电泳过程中，通过一个外加电压，所施加的电场会使带电分子向电极移动，从而实现分离或纯化的目的。
2. 电泳仪器电泳仪器包括水平电泳仪、垂直电泳仪、毛细管电泳仪等不同类型，每种电泳仪器适用于不同的实验目的和生物分子的分离要求。
3. 电泳缓冲液电泳缓冲液是电泳过程中的重要组成部分，其PH值和离子浓度可以影响生物分子的迁移速度和分离效果，常见的电泳缓冲液包括TAE缓冲液、TBE缓冲液等。
4. 电泳分离介质电泳分离介质主要包括琼脂糖、聚丙烯酰胺凝胶、聚丙烯酰胺膜等，不同的分离介质适用于不同类型的生物分子和分离要求。
第二部分：DNA电泳1. DNA电泳原理DNA电泳是利用DNA分子在电场中的迁移速度差异来分离不同大小的DNA片段。
DNA分子在电场中移动的速度与其大小成反比，较大的DNA片段迁移速度慢，较小的DNA片段迁移速度快。
2. 琼脂糖凝胶电泳琼脂糖凝胶电泳是最常用的DNA分离技术之一，通过将DNA样品混合物加入琼脂糖凝胶槽，施加电场进行分离，然后通过染料染色来观察DNA在凝胶中的分离结果。
3. 聚丙烯酰胺凝胶电泳与琼脂糖凝胶电泳相比，聚丙烯酰胺凝胶电泳适用于更大大小的DNA片段的分离，有更高的分辨率和分离效果。
4. 反转位点电泳反转位点电泳是一种用于分析DNA中的限制性内切酶酶切位点的技术，通过将DNA样品与限制性内切酶反应后进行电泳分离，可得出DNA片段的限制酶切图谱。
5. PFGE电泳PFGE电泳是一种用于分离极大DNA片段的技术，可用于分析细菌基因组、真菌基因组等极大DNA的分离和鉴定。
第三部分：蛋白质电泳1. SDS-PAGE电泳SDS-PAGE电泳是一种用于分离和鉴定蛋白质的电泳技术，通过SDS对蛋白质进行变性和去除二级结构，使得蛋白质呈现净电荷质量比接近的状态，然后通过聚丙烯酰胺凝胶电泳进行分离。
电泳基本理论
vd
m = —— = ———
(4)
E t·E
13
将(3)代入(4)，得到
QLeabharlann m = ————(5)
6πr
由上式可看出电泳迁移率与球形分子、介质粘度、颗粒 所带电荷有关。在确定的条件下，某物质的迁移率为常数， 是该物质的物化特性常数。从(4)式可以导出迁移率的单位 是cm2·s-1·V-1。
14
2.3带电颗粒的移动速度v与电位梯度E、电流密度J和导 电性K的关系
15
我们把带电颗粒的移动速度用以下公式表示
v = m·E= m·J/K
(6)
由此可以看出，带电颗粒的移动速度v等于电位梯度E和
迁移率m的乘积，与电流密度J和迁移率m的乘积成正比，
与溶液的导电性K成反比。也就是说，电场强度越高电泳
速度越快；溶液的导电性越强，电泳速度越慢。因此电泳
速度随着电位梯度或溶液的导电性的变化而改变。
为缓冲液粘度，E为电场强度。
通常情况下，电渗流总是由正极向负极移动，只有在特
殊情况下如分离碱性蛋白质的阴极电泳时溶液pH较低，
固体支持物表面带正电荷，形成向正极移动的电渗流。电
渗流的大小受到Zeta电势，偶电层厚度和缓冲液粘度等因
素的影响，直观地看电渗流随着电解质浓度的增加而增加，
随着pH值的增加而加大。
3
20世纪50年代，以支持介质为主的电泳模式不断涌现，如滤纸、 醋酸纤维素薄膜、淀粉薄膜等。
60年代以后发展了以凝胶为主的支持物的电泳方法，如 聚丙烯酰胺凝胶、琼脂糖凝胶电泳等。
1967年Shapiro A L等在凝胶电泳的基础上建立了SDS-聚 丙烯酰胺凝胶电泳技术。
70年代以后根据不同需要推出了多种电泳模式，如圆盘 电泳、垂直板电泳、双向电泳、脉冲电泳、等电聚焦电泳、 印迹转移电泳等技术。
电泳讲义
电泳
常用方法
二、凝胶电泳
（三）SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）
特点
大多在不连续缓冲体系中进行，其电 泳槽缓冲液的pH值与离子强度不同于 配胶缓冲液； 不连续缓冲体系具有把样品中的复合 物全部浓缩于极小体积的能力，故提 高了SDS-PAGE的分辨力； 系统中所有组分都含有0.1%的SDS。
电泳
基本理论
二、电泳的简单原理
在电场中，推动带电质点运动的 力（F）等于质点所带净电荷量（Q） 与 电 场 强 度 （ E ） 的 乘 积 。 质点的前移同样要受到阻力（F） 的影响，对于一个球形质点，服从 Stoke定律.
F＝Q· E
当质点在电场中作稳定运动时, F＝ F′
F′＝6πrην
Q· E ＝6πrην
ν/E的含意为 单位电场强度下 的移动速度，这 里可用迁移率 m 表示 。
电泳
基本理论
三、泳动度
1.概念 不同的带电颗粒在同一 电场中的泳动速度不同， 常用泳动度（或迁移率） 来表示。 2.公式 电泳迁移率m规定为 在电位梯度E的影响 下，颗粒在时间t中的 迁移距离d。即带电颗 粒在单位电场强度下 电泳的速度。 m = d t·E E = V E
电泳
基本理论
3.影响泳动度的主要因素
带电颗粒的性质， 即颗粒所带净电荷的 数量，大小及形状。 电场强度
一般来说，颗粒带净电荷多， 直径小而接近于球形，则在电 场中泳动速度快，反之则慢。
电场强度也称电位梯度，即单 位长度（每一厘米）支持物体上 的电位降。一般地，电场强度越 高，带电颗粒移动速度越快。
不用支持体的电泳 技术（移动介面电 泳和稳态电泳）
电泳
基本理论
二、电泳的简单原理
电泳
三、缓冲液
pH值 PI－pH
溶液的离子强度
电泳液中的离子浓度增加会引起分离样品迁移率的降低： 原因是带电颗粒吸引相反电荷的离子聚集其周围形成离子 氛，不仅会降低样品的带电量，同时增加样品前移的阻力； 还使分流到分离样品的电流变小，运动速度慢。
低颗粒的泳动速度。
A
B
//////////////////
－－－－
++++++++++
－
++++++++++
－－－－
+
A支持物
B支持物
常用电泳支持介质
醋酸纤维素薄膜
醋酸纤维素是把纤维素的羟基乙酰化形成的纤维素醋酸酯。 由该物质制成的薄膜称为醋酸纤维素薄膜。这种薄膜对蛋白 质样品吸附性小，几乎能完全消除纸电泳中出现的“拖尾” 现象，又因为膜的亲水性比较小，它所容纳的缓冲液也少， 电泳时电流的大部分由样品传导，所以分离速度快，电泳时 间短，样品用量少，5μg的蛋白质可得到满意的分离效果。 因此特别适合于病理情况下微量异常蛋白的检测。
生物分子的带电状况
氨基酸、蛋白质
∣PI－PH∣
其主要解离基团是氨基和羧基，在不同PH下解离效果不同， 在PI时分子净电荷量为0。
核酸分子
其主要解离基团是含氮的碱基和磷酸基团，由于磷酸基团 的解离较强所以呈酸性，中性条件下带负电。
Q=∣PI－PH∣
电泳基本原理
动力 F＝EQ 阻力 F′＝6πrην
分离化学-04
（2）加入表面活性剂，可改变电 渗流的大小和方向；
加入不同阳离子表面活性剂 来控制电渗流。 加入阴离子表面活性剂，如 十二烷基硫酸钠（SDS），可以使 壁表面负电荷增加，zeta电势增 大，电渗流增大； （3）加入有机溶剂如甲醇、乙腈， 使电渗流增大。
控制电渗流的不同方法
变量 直接结果 说明
电场强度
第二章 高效毛细管电泳理论基础
basic theory of HPCE
一、HPCE基本原理 basic principles of HPCE 二、电渗现象与电渗流 electroosmosis and electroosmotic flow 三、影响电渗流的因素 factors influenced electroosmosis 四、淌度 mobility 五、PHCE中的参数与关系式 parameters and relation in HPCE 六、影响分离效率的因素 factors influenced separation efficiency
W eo 4
W为管壁的zeta电势，电渗流的速度通常是 泳流速度的5-7倍。
因为同时存在着泳流和渗流，在不考虑相互作用的 前提下，粒子在毛细管内的运动速度应当是两种速度的矢 量和，即 V V ( )E
ep eo ep eo
令 app ep eo 为表观淌度，即可以从毛细管电泳测量中得到的淌 度应为粒子自身的电泳淌度和电渗淌度之和，可以通过下 Ld Lt 式直接求得：
电场强度增加 ，电 电场强度减小可能会降低效 渗流将成正比增加， 率和分离度，而增加则会导 反之亦然 致焦耳热增加 在低 pH 下，电渗减 少 ， 高 pH 值 下，电 渗增加
它 们 的 增加会减少 zeta电势和电渗流
电泳知识点高三
电泳知识点高三电泳是一种常见的分离和分析生物分子的方法，广泛应用于生物学、医学和化学领域。
电泳的原理是利用电场力使带电粒子沿电场方向运动，根据粒子的电荷、大小和形状的差异，实现粒子的分离和分析。
本文将介绍电泳的基本原理、种类和应用。
1. 电泳的基本原理电泳的基本原理是在电场作用下，带电的粒子在溶液中迁移。
根据粒子的电荷性质和大小，可以分为阳极电泳和阴极电泳两种类型。
阳极电泳是指带正电荷的粒子在电场中向阴极迁移，而阴极电泳则是指带负电荷的粒子向阳极迁移。
2. 电泳的种类电泳根据运动轨迹的差异，可以分为凝胶电泳和毛细管电泳两种主要类型。
2.1 凝胶电泳凝胶电泳是应用广泛的电泳方法之一，其原理是利用凝胶作为分离介质。
凝胶可为聚丙烯酰胺凝胶（PAGE）或琼脂糖凝胶（agarose gel），根据待分离物质的不同，选择不同的凝胶类型。
凝胶电泳适用于蛋白质、核酸等生物大分子的分离和分析。
2.2 毛细管电泳毛细管电泳是一种基于毛细管管壁和待分离物之间相互作用的电泳方法。
根据毛细管内填充物的不同，毛细管电泳又可分为开管电泳和填充电泳。
毛细管电泳具有分离效率高、分析速度快的优点，广泛应用于药物分析和环境监测等领域。
3. 电泳的应用电泳作为一种重要的生物分离和分析方法，应用广泛。
3.1 蛋白质电泳蛋白质电泳是电泳技术中的重要分支，主要用于蛋白质的分离和鉴定。
蛋白质电泳可以帮助研究人员了解蛋白质的结构、功能和调控机制，对于疾病诊断和治疗等具有重要意义。
3.2 核酸电泳核酸电泳是利用电泳技术对DNA或RNA进行分离和分析的方法。
核酸电泳被广泛应用于基因测序、基因突变检测等DNA分析领域，以及病毒检测、肿瘤标志物检测等医学领域。
3.3 药物分析电泳技术在药物分析中也得到了广泛应用。
例如，毛细管电泳可以用于药物成分的分离和定量分析，为药物研发和质量控制提供有效手段。
3.4 环境监测环境监测是电泳应用的另一个重要领域，通过电泳技术可以对水体中的有害物质进行快速分离和检测。
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一、定义及原理
1、电泳：是指带电粒子在电场中向与其自身带相反电荷的电极移动 的现象。
2、原理 电泳技术就是利用在电场作用下，由于待分离样品中各种分子带
电性质以及分子本身大小、性状等性质的差异，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。
迁移率与带电分子所带净电荷成正比，与分86）
而离子/粒子在运动时会受到一定的溶液阻力（F’），对于球形离 子/粒子，此阻力服从Stoke’定律，即
(2.87)
F' 6r
在方程(2.77)中，r为离子/粒子的半径，η为溶液或介质的黏度，
µ为泳动速度。泳动速度µ与离子/m粒E子的淌度m呈正比关系，即
电泳淌度
电泳淌度 (Electrophoretic Mobility)是单位
毛细管区带电泳是通过 在充满电解质溶液的毛细管中， 不同质荷比大小的组分在电场 的作用下，依迁移速度的不同 而进行分离的。根据组分的迁 移时间进行定性，根据电泳峰 的峰面积或峰高进行定量分析。 06-11 毛细血管区带电泳原理图
毛细管电泳的特点
1. 高灵敏度 4. 样品少
2. 高速度
3. 高分辨率
常用毛细管为石英玻璃毛细管
玻璃处理前：二氧 水解处理 化硅（SiO2)x
经处理后石英玻璃毛 细管内表面结构
石英玻璃毛细管内表面结构
硅羟基的电离
pH >3 Si-OH
Si-O- + H+
当毛细管内充满水时，会出现双电层：
Si Si O Si Si O Si Si Si
O- O-
H＋ H＋
O- O-
（二）按分离原理分类
1、区带电泳 2、等速电泳 3、等电聚焦电泳 4、免疫电泳
1、区带电泳
在众多电泳技术中，最常用的为区带电泳，同时也是最简洁的电
泳模式。推动离子/粒子作区带电泳的驱动力为电场力（F），离
子/粒子所受电场力的大小与离子/粒子的净电荷（Q）和电场强度
（E）呈正比关系，即：
F QE
H＋ H＋
O- O- O-
H＋ H＋ H＋
毛细管内液体
当毛细管内液体为pH 7.0 磷酸二氢钠与磷酸氢二钠缓冲 液
Si Si O Si Si O Si Si Si
-O O O O
OOO
+
H＋ Na+
H＋ Na+ Na+ Na+ H＋
毛细管内液体
电渗和电泳
❖电渗
电渗是一种液体相对于带电管壁移动的现象。水合离子 引起的流体整体移动。是毛细管内液体及其中所有组分共有 的现象，包括溶剂、各种溶质（带电离子与中性分子）
场强下离子的平均电泳速度。因为电泳速度与外 加电场强度有关，所以，在电泳中常用淌度而不 用速度来描述荷电离子的电泳行为和特性。
当电泳达到稳态时，电动力等于介质的阻力，即F=F’。因此， 我们得到
QE6r (2.89)
因此，将方程(2.78)和（2.79）的结合，我们得到
m Q
6 r
(2.90)
带电粒子的电泳淌度在一定条件下取决于粒子本身的性质，即 与其所带电量成正比；与其半径及介质粘度成反比。
（一）纸电泳
指用滤将纸滤作纸为条支水持平载地体架的设电在泳两方个法。是最早使用的区带电泳。 装有缓冲溶液的容器之间，样品 点于滤纸中央。当滤纸条被缓冲 液润湿后，再盖上绝缘密封罩， 即可由电泳电源输入直流电压 （100V～1000V）进行电泳。
06-02 平卧式电泳槽装置示意 图
（二）醋酸纤维素薄膜电泳
3、应用：电泳技术除了用于小分子物质 (无机盐、氨基酸、核苷酸 、脂类)的分离分析外，最主要用于生物大分子 (蛋白质、核酸、 酶) 的研究。
以生物大分子为例阐明电荷来源
COOH
╱ R
+ OH-
╲
+ H+
NH3+
COO╱
R ╲ NH3+
+ OH+ H+
COO╱
R ╲ NH2
pH<pI
pH=pI
pH>pI
电泳时经过膜的预处理、加样、 电泳、染色、脱色与透明即可得到 满意的分离效果。此电泳的特点是 分离速度快、电泳时间短、样品用 量少。因此特别适合于病理情况下 微量异常蛋白的检测。
06-03 血清蛋白的电泳图谱
（三）凝胶电泳
由区带电泳中派生出一种用 凝胶物质作支持物进行电泳的方 式，被称为凝胶电泳。普通的凝 胶电泳在板上进行，以凝胶作为 介质。电泳中常用的凝胶为葡聚 糖、交联聚丙烯酰胺和琼脂糖。
1、自由电泳即溶质在自由溶液中泳动。 2、支持物电泳根据所用的支持物不同又可分为纸电泳、醋酸纤维 薄膜电泳、琼脂凝胶电泳、聚丙烯酰胺凝胶电泳（PAGE）、SDS－ 聚丙烯酰胺凝胶电泳。 3、根据支持载体的位置或形状可分成：水平电泳、垂直电泳、板 状电泳、柱状电泳、U型管电泳、倒V字形电泳、毛细管电泳等。 4、根据支持物的特点又可分为：①无阻滞支持物电泳。②高密度 的凝胶电泳。
它具有机械强度好、弹性大、 透明、化学稳定性高、无电渗作 用、设备简单、样品量小 (1～ 100μg）、分辨率高等优点。
06-04 凝胶电泳 图
（四）毛细管区带电泳
毛细管电泳的基本工作原理：溶液中的带电粒子以高压电 场为驱动力，沿毛细管通道，以不同速度向与其所带电荷相反 的电极方向迁移，并依据样品中各组分之间淌度和分配行为上 的差异而实现分离。
由于多数的电泳法设备简单，操作方便，并具有高分辨率及选 择性特点，已成为生物化学与分子生物学中最常用技术之一。
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。
二、电泳分类
（一）按有无固体支持物分类
按有无固体支持物可以分为两类：自由电泳和支持物电泳。
❖电泳
电泳是带电离子在电场作用下的定向移动。是毛细 管内带电离子的特有现象，中性分子无电泳现象。
Si Si O Si Si O Si Si Si
5. 自动化程度高 6. 应用范围广
06-10 英特雷勃 ——全自动电泳仪
实例
区带电泳（CZE）分离硝基酚位置异构体
1. 了解CZE分离的基本原理 2. 了解电泳仪的基本构造；掌握其基本操作技术 3. 运用CZE分离硝基苯酚异构体
电泳分离分析装置示意图
电泳装置组成
❖ 高压源系统：提供大小可变方向可控的直流电压 ❖ 分离系统：提供样品分离分析的通道和场所 ❖ 检测记录系统：实现对样品的检测与信号的记录