电泳分析法ppt课件
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琼脂糖凝胶电泳原理 PPT
琼脂糖凝胶电泳结果分析及其应用
凝胶准备
胶床准备
铺胶
静置
胶床置于电泳槽中 加电泳缓冲液 拔梳子 上样
电泳 取出凝胶 拍照
琼脂糖凝胶电泳结果分析及其应用
琼脂糖凝胶电泳结果分析
结果初步分析 数量分析：条带的宽度，
荧光的亮度。 质量分析：纯度
分子量
影响因素： DNA分子的大小：实验证明，DNA片段迁移距离与其 分子量的对数成反比； 琼脂糖的浓度：一定大小的DNA片段在不同浓度的琼 脂凝胶中，电泳迁移率不相同； DNA分子的构型：不同构型的DNA在琼脂糖凝胶中的 电泳速度差别较大
⑵可提取大分子DNA 利用琼脂糖凝胶制成凝胶块提取基因组DNA能够获得足够大 胶上进行的电泳检测。
3、琼脂糖在其他方面的应用 ⑴ 、琼脂糖在免疫扩散法中的应用。 ⑵ 琼脂糖在双链DNA探针的合成方法中的作用琼脂糖凝胶电泳ຫໍສະໝຸດ 果分析及其应用口腔1402
琼脂糖凝胶电泳结果分析及其应用
琼脂糖凝胶电泳是常用的用于分离、鉴定DNA、 RNA分子混合物的方法，主要是应用琼脂糖凝胶 作为支持物的电泳法，借助琼脂糖凝胶的分子筛 作用，核酸片段因其分子量或者分子形状的不同， 电泳速度有差异而分离，利用DNA、RNA分子在 泳动时的电荷效应和分子筛效应，达到分离混合 物的目的。 与其他支持物电泳最主要区别是：它兼有“分子 筛”和“电泳”的双重作用。
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
9
琼脂糖凝胶电泳结果分析及其应用
1、DNA的制备. ⑴ 适合分离大片段DNA. 琼脂糖凝胶约可区分相差100bp的DNA片段,其分辨率虽比聚 丙烯酰胺凝胶低,但它制备容易,分离范围广,尤其适于分离大 片段DNA.普通琼脂糖凝胶分离DNA的范围为0.2-20kb,利用 脉冲电泳,可分离高达10^7bp的DNA片段.
人类细胞质RNA提取RCR的原理方法琼脂糖凝胶电泳结果分析及其应用ppt课件
大多数真核细胞mRNA在其3'端均有一多 聚A(Poly A)尾巴。
2020/1/8
5
实验前的准备
RNA实验失败的主要原因是RNA酶的污 染。由于RNA酶广泛存在而稳定，可耐受多
种处理而不被灭活，如煮沸、高压灭菌等， 只要存在少量的RNA酶就会引起RNA的降解 ，而所制备的RNA的纯度和完整性又可直接 影响RNA分析的结果，所以建立一个无RNA 酶的环境对于制备RNA很重要。
2020/1/8
勤换。
12
提取RNA
（三）、注意事项
6、设置RNA操作专用实验室，所有器械等应为专用。
7、防止RNA酶污染
（1）RNA酶可耐受多种处理而不被灭活，如煮沸、高压灭菌
等
（2）严格控制外源性RNA酶的污染：外源性的RNA酶存在于操
作人员的手汗、唾液等，也可存在于灰尘中，造成器械、玻
璃制品、塑料制品、电泳槽、研究人员的手及各种试剂的污
（2）此外Mg2＋ 浓度的调节也非常重要，通常最 佳浓度为2mM左 右。
（3）引物和模板的量等。
2020/1/8
27
操作步骤
（六） 产物的电泳和结果的测定
根据产物长度制作适宜浓度的琼脂糖凝胶（不 同长度产物所需凝胶浓度）。
取适量PCR产物，加上样缓冲液充分混合，点 样于事先做好的琼脂糖凝胶点样孔中，10V/cm电 泳45－60min。成像系统成像分析。
2020/1/8
pr incipe
does matter
16
逆转录酶 RNase降解RNA DNA聚合酶
RNA 模板
Taq酶
DNA-RNA 杂化双 链
RT-PCR
单链DNA
cDNA
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实验前的准备
RNA实验失败的主要原因是RNA酶的污 染。由于RNA酶广泛存在而稳定，可耐受多
种处理而不被灭活，如煮沸、高压灭菌等， 只要存在少量的RNA酶就会引起RNA的降解 ，而所制备的RNA的纯度和完整性又可直接 影响RNA分析的结果，所以建立一个无RNA 酶的环境对于制备RNA很重要。
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勤换。
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提取RNA
（三）、注意事项
6、设置RNA操作专用实验室，所有器械等应为专用。
7、防止RNA酶污染
（1）RNA酶可耐受多种处理而不被灭活，如煮沸、高压灭菌
等
（2）严格控制外源性RNA酶的污染：外源性的RNA酶存在于操
作人员的手汗、唾液等，也可存在于灰尘中，造成器械、玻
璃制品、塑料制品、电泳槽、研究人员的手及各种试剂的污
（2）此外Mg2＋ 浓度的调节也非常重要，通常最 佳浓度为2mM左 右。
（3）引物和模板的量等。
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操作步骤
（六） 产物的电泳和结果的测定
根据产物长度制作适宜浓度的琼脂糖凝胶（不 同长度产物所需凝胶浓度）。
取适量PCR产物，加上样缓冲液充分混合，点 样于事先做好的琼脂糖凝胶点样孔中，10V/cm电 泳45－60min。成像系统成像分析。
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pr incipe
does matter
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逆转录酶 RNase降解RNA DNA聚合酶
RNA 模板
Taq酶
DNA-RNA 杂化双 链
RT-PCR
单链DNA
cDNA
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DNA的琼脂糖凝胶电泳分析ppt课件
❖ 上样量不宜过多，会造成条带的相互挤压；
❖ 如果点样孔多余，将样点到中间，尽量避免边缘 效应 ，中间电场比较均匀 ；
❖ 做胶的缓冲液和跑胶的缓冲液浓度应该一致；
❖ 加样时不要太快，让其自然沉底，均匀分布在电 ห้องสมุดไป่ตู้孔内 ；
❖ 电泳开始时可以采用低电压使其跑出孔后，再调 高电压。
采用PP管及配件：根据给水设计图配 置好PP管及配 件，用 管件在 管材垂 直角切 断管材 ，边剪 边旋转 ，以保 证切口 面的圆 度，保 持熔接 部位干 净无污 物
琼脂糖凝胶 0.3 0.6 0.7 0.9 1.2 1.5 2.0 浓度（％）
可分辨的线
10~ 7~ 6~ 4~ 3~
性DNA大小 60~5 20~1 0.8 0.7 0.4 0.2 0.1 范围（kb）
采用PP管及配件：根据给水设计图配 置好PP管及配 件，用 管件在 管材垂 直角切 断管材 ，边剪 边旋转 ，以保 证切口 面的圆 度，保 持熔接 部位干 净无污 物
采用PP管及配件：根据给水设计图配 置好PP管及配 件，用 管件在 管材垂 直角切 断管材 ，边剪 边旋转 ，以保 证切口 面的圆 度，保 持熔接 部位干 净无污 物
❖ 2、 50×TAE电泳缓冲液：称取242gTris碱 （即三羟甲基氨基甲烷， Tris为弱碱，在室 温（25℃）下，它的pKa为8.1；根据缓冲理 论，Tris缓冲液的有效缓冲范围在pH7.0到 9.2之间。Tris碱的水溶液pH在10.5左右，一 般加入盐酸以调节pH值至所需值，即可获得 该pH值的缓冲液。但同时应注意温度对于 Tris的pKa的影响 ）， ，加H2O800ml，待 完全溶解后，加57.1ml冰乙酸， 100ml0.5mol/LEDAT（pH8.0），用H2O定 容至1000ml。临用前用H2O稀释成1×TAE 电泳缓冲液。
❖ 如果点样孔多余，将样点到中间，尽量避免边缘 效应 ，中间电场比较均匀 ；
❖ 做胶的缓冲液和跑胶的缓冲液浓度应该一致；
❖ 加样时不要太快，让其自然沉底，均匀分布在电 ห้องสมุดไป่ตู้孔内 ；
❖ 电泳开始时可以采用低电压使其跑出孔后，再调 高电压。
采用PP管及配件：根据给水设计图配 置好PP管及配 件，用 管件在 管材垂 直角切 断管材 ，边剪 边旋转 ，以保 证切口 面的圆 度，保 持熔接 部位干 净无污 物
琼脂糖凝胶 0.3 0.6 0.7 0.9 1.2 1.5 2.0 浓度（％）
可分辨的线
10~ 7~ 6~ 4~ 3~
性DNA大小 60~5 20~1 0.8 0.7 0.4 0.2 0.1 范围（kb）
采用PP管及配件：根据给水设计图配 置好PP管及配 件，用 管件在 管材垂 直角切 断管材 ，边剪 边旋转 ，以保 证切口 面的圆 度，保 持熔接 部位干 净无污 物
采用PP管及配件：根据给水设计图配 置好PP管及配 件，用 管件在 管材垂 直角切 断管材 ，边剪 边旋转 ，以保 证切口 面的圆 度，保 持熔接 部位干 净无污 物
❖ 2、 50×TAE电泳缓冲液：称取242gTris碱 （即三羟甲基氨基甲烷， Tris为弱碱，在室 温（25℃）下，它的pKa为8.1；根据缓冲理 论，Tris缓冲液的有效缓冲范围在pH7.0到 9.2之间。Tris碱的水溶液pH在10.5左右，一 般加入盐酸以调节pH值至所需值，即可获得 该pH值的缓冲液。但同时应注意温度对于 Tris的pKa的影响 ）， ，加H2O800ml，待 完全溶解后，加57.1ml冰乙酸， 100ml0.5mol/LEDAT（pH8.0），用H2O定 容至1000ml。临用前用H2O稀释成1×TAE 电泳缓冲液。
生化检验辅导：电泳分析法
在直流电场中，带电粒子向带符号相反的电极移动的现象称为电泳。
常用的电泳分析方法：
1.醋酸纤维素薄膜电泳：醋酸纤维素是指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。
这种薄膜对蛋白质吸附小，能消除电泳中出现的“托尾”现象。
具有分离速度快、样品用量小的特点。
适合于病理情况下微量异常蛋白的检测。
2.凝胶电泳：以淀粉胶、琼脂或琼脂糖凝胶、聚丙烯酰胺凝胶等作为支持介质的区带电泳法称为凝胶电泳。
聚丙烯酰胺凝胶电泳（PAGE）普遍用于分离蛋白质及较小分子核酸。
琼脂糖凝胶电泳适用于分离同工酶及其亚型、大分子核酸等。
3.等电聚焦电泳：等电聚焦是利用有pH梯度的介质分离等电点不同的蛋白质的电泳技术，特别适合于分离分子量相近而等电点不同的蛋白质组分，在区带电泳中分辨率最好。
常用的pH梯度支持介质有聚丙烯酰胺凝胶、琼脂糖凝胶、葡聚糖凝胶等。
4.毛细管电泳：利用电泳和电渗流的电动力学原理，在一种空芯的微小内径的毛细管中进行混合物的高效分离技术。
毛细管电泳可分为：毛细管自由溶液区带电泳、毛细管凝胶电泳、毛细管等电聚焦电泳及胶束毛细管电动力学色谱。
蛋白质电泳分析PPT课件
蛋白质组学研究
蛋白质电泳分析在蛋白质组学研 究中具有重要作用，可用于分离 和鉴定蛋白质，揭示蛋白质的表
达模式和功能。
生物标志物发现
通过蛋白质电泳分析，可以发现 与疾病相关的生物标志物，有助
于疾病的早期诊用于药物靶点 的筛选和验证，以及药物作用机
制的研究，有助于新药研发。
绝对定量
通过灰度扫描电泳图谱中蛋白质条带， 可以计算出各蛋白质条带的相对含量。
通过标准品或已知浓度的蛋白质样品， 可以建立标准曲线，从而对未知浓度 的蛋白质样品进行绝对定量分析。
相对定量
通过比较不同样品中蛋白质条带的灰 度值或亮度，可以计算出各蛋白质的 相对表达量。
04
蛋白质电泳分析的优缺点
优点
03
蛋白质电泳分析结果解读
电泳图谱的解读
01
02
03
蛋白质分子量标准
电泳图谱中通常会有一条 蛋白质分子量标准，用于 参考和标定蛋白质的分子 量。
蛋白质条带位置
通过观察电泳图谱中蛋白 质条带的位置，可以判断 蛋白质的迁移率和分子量 大小。
蛋白质表达量
通过比较不同样品中蛋白 质条带的亮度或密度，可 以判断蛋白质的表达量。
在食品安全和检测领域的应用前景
食品成分分析
蛋白质电泳分析可用于食品中蛋白质的鉴定和含 量测定，确保食品质量和安全。
污染物检测
蛋白质电泳分析可以检测食品中的有害物质和污 染物，如农药残留、重金属等。
转基因食品检测
通过蛋白质电泳分析，可以检测转基因食品中的 外源蛋白质，保障消费者权益。
THANKS
感谢观看
蛋白质电泳分析PPT 课件
目录
• 蛋白质电泳分析概述 • 蛋白质电泳分析实验操作 • 蛋白质电泳分析结果解读 • 蛋白质电泳分析的优缺点 • 蛋白质电泳分析展望
生物化学仪器分析技术课件-06电泳技术
• 通常凝胶的筛孔、透明度和弹性是随着凝
胶浓度的增加而降低的，而机械强度却随
着凝胶浓度的增加而增加。凝胶总浓度(T)
的计算公式如下:
• T＝[(A+B)/M]×100%
• 式中叫代表Acr的重量(g)；B代表交联剂 Bis的重量(g);M代表溶液的体积(mL)。
• 交联度(C)可按下式计算:
•
C=[B /(A+B)]×l00%
• 由于带电颗粒的泳动速度受电场强度影响， 使得同一带电颗粒在不同电场中泳动速度 是不同的，其泳动情况用迁移率来表示。
• 迁移率是指带电颗粒在单位电场强度下的 泳动速度，可用以下公式表示：
• m=v/E=Q/6πrη
• m：迁移率（cm2/V·s）；v：颗粒泳动速 度（cm/s）；E：电场强度（V/cm）；Q： 被分离物所带净电荷；η：介质粘度；r： 颗粒半径。
电泳基本原理
• 任何带电物质由于其本身的解离作用或表 面上吸附其他带电质点，在电场中便会向 一定的电极移动。例如，蛋白质分子是由 氨基酸组成的，而氨基酸带有可解离的氨 基(一NH3＋)和羧基(一COO－)，是典型的 两性电解质，在一定的pH条件下，就会解 离而带电。带电的性质和多少取决于蛋白 质分子的性质和溶液的pH以及离子强度。
• 由上式可见迁移率与球形颗粒半径、 介质粘度、颗粒所带净电荷有关。
• 带电颗粒在电场申的泳动速度与本 身所带净电荷的数量，颗粒的大小 和形状有关。一般说，所带的电荷 数量越多，颗粒越小越接近球形， 则在电场中泳动速度越快，反之， 则越慢。
4．2 影响迁移率的主要因素
• 迁移率是胶体颗粒的物理常数，可 用来鉴定蛋白质以及研究它们的某 些物化性质，被分离物质迁移率除 受其本身性质影响外，还与其他外 界因素有关。影响颗粒迁移率的外 界因素讨论如下。
电泳图谱的图像分析及蛋白质消化技术ppt课件
回顾
State 1
Differential analysis
2DE
PMF LCMS/MS State 2 Database search MS/MS
?
Functional analysis
1
第四章 电泳图谱的图像分析及 蛋白质消化技术
2
蛋白质表达谱
使用2D凝胶的比较蛋白质组学
比较蛋白质组学最常用的方法是用两个样品进行2DSDS-PAGE，比较蛋白质点的图型。
16
二 、斑点检测 (spots detection)
图象采集与加工后就要进行斑点检测， PDQUEST 2-D分析软件通过一个称之为 “蛋白质斑点检测向导（spot identification wizard）”的程序来实现的。
17
单击“spot”菜单，选择“spot identification wizard”程序。 该程序首先需人工设定检测参数如最小斑点、最弱斑点、 最大斑点和背景值,然后程序进行自动检测并可调节检测的 灵敏度，若检测效果不理想，该步骤可反复进行。程序允 许人工调节脱尾（streaks）、背景、斑点（speckles）和其 他一些选项等。 这些参数设好后单击Find spot centers,其结果在凝胶图象 会显示检测到的斑点会用“ 字（Spot Crosshairs）”表示， 检测的蛋白质斑点应尽量与肉眼观测的相符。 在Parameter Set 项输入保存的名称，蛋白质斑点的参数可 被保存，并能用保存的参数自动检测所有2-D凝胶中蛋白质 斑点，单击Process all gels，会出现一个Auto-detect spots窗 口，其中可以选择需要进行斑点检测的凝胶图象（这些凝 胶图像需事先打开）。 蛋白质斑点检测完了之后，软件会自动创建另外两种格式 分别为gel image 和gel spot。
State 1
Differential analysis
2DE
PMF LCMS/MS State 2 Database search MS/MS
?
Functional analysis
1
第四章 电泳图谱的图像分析及 蛋白质消化技术
2
蛋白质表达谱
使用2D凝胶的比较蛋白质组学
比较蛋白质组学最常用的方法是用两个样品进行2DSDS-PAGE，比较蛋白质点的图型。
16
二 、斑点检测 (spots detection)
图象采集与加工后就要进行斑点检测， PDQUEST 2-D分析软件通过一个称之为 “蛋白质斑点检测向导（spot identification wizard）”的程序来实现的。
17
单击“spot”菜单，选择“spot identification wizard”程序。 该程序首先需人工设定检测参数如最小斑点、最弱斑点、 最大斑点和背景值,然后程序进行自动检测并可调节检测的 灵敏度，若检测效果不理想，该步骤可反复进行。程序允 许人工调节脱尾（streaks）、背景、斑点（speckles）和其 他一些选项等。 这些参数设好后单击Find spot centers,其结果在凝胶图象 会显示检测到的斑点会用“ 字（Spot Crosshairs）”表示， 检测的蛋白质斑点应尽量与肉眼观测的相符。 在Parameter Set 项输入保存的名称，蛋白质斑点的参数可 被保存，并能用保存的参数自动检测所有2-D凝胶中蛋白质 斑点，单击Process all gels，会出现一个Auto-detect spots窗 口，其中可以选择需要进行斑点检测的凝胶图象（这些凝 胶图像需事先打开）。 蛋白质斑点检测完了之后，软件会自动创建另外两种格式 分别为gel image 和gel spot。
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capillary zone electrophoresis ，CZE
带电粒子的迁移速度=电泳和电渗流速度的矢量和。 正离子：两种效应的运动方向一致，在负极最先流出； 中性粒子：无电泳现象，受电渗流影响，在阳离子后流 出； 阴离子：两种效应的运动方向相
反；ν
电渗流
>ν
电泳时,阴离子在负极
最后流出,在这种情况下,不但可以按 类分离,同种类离子由于差速迁移被 相互分离。 最基本、应用最广的分离模式；
六、毛细管电泳的进样方式
injection method of HPCE
进样量：毛细管长度的1%-2%；纳升级、非常小；
1. 流体力学进样方式
（1）进样端加压
（2）出口端抽真空
（3）虹吸进样
2. 电动进样方式
毛细管一端插入样品瓶，加电压；
2 （ ) V π r ct eo ef 进样量 t L
板数高达几十万块/米，特殊柱子可以达到数百万。
高效毛细管电泳(CE)
2018/11/13
分离过程
电场作用下，毛细
管柱中出现：电泳现 象和电渗流现象。
带电粒子的迁移速度=电泳+电渗流；两种速度的矢量和。 正离子：两种效应的运动方向一致，在负极最先流出； 中性粒子无电泳现象，受电渗流影响，在阳离子后流出； 阴离子：两种效应的运动方向相反。ν 电渗流 >ν 电泳时,阴 离子在负极最后流出,在这种情况下,不但可以按类分离,除中 性粒子外,同种类离子由于受到的电场力大小不一样也同时被 相互分离。
（3）电场强度程序控制系统；
（4）电压稳定性：0.1%； （5）电源极性易转换；
2. 毛细管柱
（1）材料：石英：各项 性能好；玻璃：光学、机 械性能差； （2）规格：内径20～ 75μ m，外径350～400μ m； 长度≦1m
3.缓冲液池
化学惰性，机械稳定性好；
4. 检测器
要求：具有极高灵敏度，可柱端检测； 检测器、数据采集与计算机数据处理一体化； 类型 紫外-可见 荧光 激光诱导荧光 电导 检测限/mol 10-13～10-15 10-15～10-17 10-18～10-20 10-18～10-19 特点 加二极管阵列，光谱信息 灵敏度高，样品需衍生 灵敏度极高，样品需衍生 离子灵敏，需专用的装置；
仪器2
五、仪器流程与主要部件
process and main assembly
• 电压：0～30kV； • 分离柱不涂敷任何固定液； • 紫外或激光诱导荧光检测器； （可检测到：10-19～10-21 mol/L）
1.高压电源
（1）0～30 kV 稳定、连续可调的直流电源； （2）具有恒压、恒流、恒功率输出；
电泳分析法
一、概述
generalization
在电解质溶液中，位于电场中的带电离子在电场力的作 用下，以不同的速度向其所带电荷相反的电极方向迁移的现 象，称之为电泳。由于不同离子所带电荷及性质的不同，迁 移速率不同，可实现分离。 1937年，Tiselius(瑞典)将蛋白质混合液放在两段缓冲 溶液之间，两端施以电压进行自由溶液电泳，第一次将人血 清提取的蛋白质混合液分离出白蛋白和α 、β 、γ 球蛋白； 发现样品的迁移速度和方向由其电荷和淌度决定； 第一次的自由溶液电泳；第一台电泳仪； 1948年，获诺贝尔化学奖；
进样不均：电歧视现象，淌度大的离子比淌度小的进样 量大； 离子丢失：淌度大且与电渗流方向相反的离子可能进不
去；
特别适合黏度大的试样；
3. 扩散进样
试样通过扩散作用进入分离柱端口处。
七、高效毛细管电泳分离模式
多种分离类型，介绍常用的几种
根据试样性质不同，采用不同的分离类型
每种机理的选择性不同
（一）毛细管区带电泳
（二）毛细管凝胶电泳
capillary gel electrophoresis ，CGE
将聚丙烯酰胺等在毛细管柱内交联生成凝胶。 其具有多孔性，类似分子筛的作用，试样分子按大小分 离。能够有效减小组分扩散，所得峰型尖锐，分离效率高。
蛋白质、DNA等的电荷/质量比与分子大小无关，CZE模
二、经典电泳分析
traditional electrophoresis
利用电泳现象对某些化学或生物物质进行分离分析的方 法和技术叫电泳法或电泳技术。 按形状分类：U型管电泳、柱状电泳、板电泳； 按载体分类：滤纸电泳、琼脂电泳、聚丙烯酰胺电泳、 自由电泳； 传统电泳分析：操作烦琐，分离效率低，定量困难，无 法与其他分析相比。
电泳是物质粒子在阴阳两极施加电压作用
下，向一定方向迁移的现象。
而毛细管电泳中，带动毛细管中溶液整体
前进的动力就是电渗流。电渗流大，毛细
管中物质迁移越快，电渗流越小物质迁移
越慢。
2018/11/13
高效毛细管电泳的特点
1.仪器简单、易自动化
电源、毛细管、检测器、溶液瓶
2.分析速度快、分离效率高
在3.1min内分离36种无机及有机阴离子，4.1min内分 离了24种阳离子；分离柱效：105～107/m理论塔板数；
高效毛细管电泳在技术上采取了两项重要改进： 一是采用了0.05mm内径的毛细管,；
二是采用了高达数千伏的电压。
• 毛细管的采用使产生的热量能够较快散发，大大减 小了温度效应，使电场电压可以很高。
• 电压升高，电场推动力大，又可进一步使柱径变小，
柱长增加， • 高效毛细管电泳的柱效远高于高效液相色谱，理论塔
3.分离模式多，分析方法容易开发。
更换毛细管柱内溶液的种类、酸度、浓度等，就可以实 现多种分离模式。
4.操作方便、消耗少
进样量极少，水介质中进行；
5.应用范围极广
有机物、无机物、生物、中性分子；生物大分子等； 分子生物学、医学、药学、化学、环境保护、材料等；
四、高效毛细管电泳仪
high performance capillary electrophoresis apparatus
1981年，Jorgenson和Luckas，用75um内径石英毛细管 进行电泳分析，柱效高达40万/m，促进电泳技术发生了根本 变革，迅速发展成为可与GC、HPLC相媲美的崭新的分离分 析技术——高效毛细管电泳。
三、高效毛细管电泳分析
high performance capillary electrophoresis
带电粒子的迁移速度=电泳和电渗流速度的矢量和。 正离子：两种效应的运动方向一致，在负极最先流出； 中性粒子：无电泳现象，受电渗流影响，在阳离子后流 出； 阴离子：两种效应的运动方向相
反；ν
电渗流
>ν
电泳时,阴离子在负极
最后流出,在这种情况下,不但可以按 类分离,同种类离子由于差速迁移被 相互分离。 最基本、应用最广的分离模式；
六、毛细管电泳的进样方式
injection method of HPCE
进样量：毛细管长度的1%-2%；纳升级、非常小；
1. 流体力学进样方式
（1）进样端加压
（2）出口端抽真空
（3）虹吸进样
2. 电动进样方式
毛细管一端插入样品瓶，加电压；
2 （ ) V π r ct eo ef 进样量 t L
板数高达几十万块/米，特殊柱子可以达到数百万。
高效毛细管电泳(CE)
2018/11/13
分离过程
电场作用下，毛细
管柱中出现：电泳现 象和电渗流现象。
带电粒子的迁移速度=电泳+电渗流；两种速度的矢量和。 正离子：两种效应的运动方向一致，在负极最先流出； 中性粒子无电泳现象，受电渗流影响，在阳离子后流出； 阴离子：两种效应的运动方向相反。ν 电渗流 >ν 电泳时,阴 离子在负极最后流出,在这种情况下,不但可以按类分离,除中 性粒子外,同种类离子由于受到的电场力大小不一样也同时被 相互分离。
（3）电场强度程序控制系统；
（4）电压稳定性：0.1%； （5）电源极性易转换；
2. 毛细管柱
（1）材料：石英：各项 性能好；玻璃：光学、机 械性能差； （2）规格：内径20～ 75μ m，外径350～400μ m； 长度≦1m
3.缓冲液池
化学惰性，机械稳定性好；
4. 检测器
要求：具有极高灵敏度，可柱端检测； 检测器、数据采集与计算机数据处理一体化； 类型 紫外-可见 荧光 激光诱导荧光 电导 检测限/mol 10-13～10-15 10-15～10-17 10-18～10-20 10-18～10-19 特点 加二极管阵列，光谱信息 灵敏度高，样品需衍生 灵敏度极高，样品需衍生 离子灵敏，需专用的装置；
仪器2
五、仪器流程与主要部件
process and main assembly
• 电压：0～30kV； • 分离柱不涂敷任何固定液； • 紫外或激光诱导荧光检测器； （可检测到：10-19～10-21 mol/L）
1.高压电源
（1）0～30 kV 稳定、连续可调的直流电源； （2）具有恒压、恒流、恒功率输出；
电泳分析法
一、概述
generalization
在电解质溶液中，位于电场中的带电离子在电场力的作 用下，以不同的速度向其所带电荷相反的电极方向迁移的现 象，称之为电泳。由于不同离子所带电荷及性质的不同，迁 移速率不同，可实现分离。 1937年，Tiselius(瑞典)将蛋白质混合液放在两段缓冲 溶液之间，两端施以电压进行自由溶液电泳，第一次将人血 清提取的蛋白质混合液分离出白蛋白和α 、β 、γ 球蛋白； 发现样品的迁移速度和方向由其电荷和淌度决定； 第一次的自由溶液电泳；第一台电泳仪； 1948年，获诺贝尔化学奖；
进样不均：电歧视现象，淌度大的离子比淌度小的进样 量大； 离子丢失：淌度大且与电渗流方向相反的离子可能进不
去；
特别适合黏度大的试样；
3. 扩散进样
试样通过扩散作用进入分离柱端口处。
七、高效毛细管电泳分离模式
多种分离类型，介绍常用的几种
根据试样性质不同，采用不同的分离类型
每种机理的选择性不同
（一）毛细管区带电泳
（二）毛细管凝胶电泳
capillary gel electrophoresis ，CGE
将聚丙烯酰胺等在毛细管柱内交联生成凝胶。 其具有多孔性，类似分子筛的作用，试样分子按大小分 离。能够有效减小组分扩散，所得峰型尖锐，分离效率高。
蛋白质、DNA等的电荷/质量比与分子大小无关，CZE模
二、经典电泳分析
traditional electrophoresis
利用电泳现象对某些化学或生物物质进行分离分析的方 法和技术叫电泳法或电泳技术。 按形状分类：U型管电泳、柱状电泳、板电泳； 按载体分类：滤纸电泳、琼脂电泳、聚丙烯酰胺电泳、 自由电泳； 传统电泳分析：操作烦琐，分离效率低，定量困难，无 法与其他分析相比。
电泳是物质粒子在阴阳两极施加电压作用
下，向一定方向迁移的现象。
而毛细管电泳中，带动毛细管中溶液整体
前进的动力就是电渗流。电渗流大，毛细
管中物质迁移越快，电渗流越小物质迁移
越慢。
2018/11/13
高效毛细管电泳的特点
1.仪器简单、易自动化
电源、毛细管、检测器、溶液瓶
2.分析速度快、分离效率高
在3.1min内分离36种无机及有机阴离子，4.1min内分 离了24种阳离子；分离柱效：105～107/m理论塔板数；
高效毛细管电泳在技术上采取了两项重要改进： 一是采用了0.05mm内径的毛细管,；
二是采用了高达数千伏的电压。
• 毛细管的采用使产生的热量能够较快散发，大大减 小了温度效应，使电场电压可以很高。
• 电压升高，电场推动力大，又可进一步使柱径变小，
柱长增加， • 高效毛细管电泳的柱效远高于高效液相色谱，理论塔
3.分离模式多，分析方法容易开发。
更换毛细管柱内溶液的种类、酸度、浓度等，就可以实 现多种分离模式。
4.操作方便、消耗少
进样量极少，水介质中进行；
5.应用范围极广
有机物、无机物、生物、中性分子；生物大分子等； 分子生物学、医学、药学、化学、环境保护、材料等；
四、高效毛细管电泳仪
high performance capillary electrophoresis apparatus
1981年，Jorgenson和Luckas，用75um内径石英毛细管 进行电泳分析，柱效高达40万/m，促进电泳技术发生了根本 变革，迅速发展成为可与GC、HPLC相媲美的崭新的分离分 析技术——高效毛细管电泳。
三、高效毛细管电泳分析
high performance capillary electrophoresis