第10章 电泳

F’=6πrη*υ
式中 η为介质黏度；r：分子半径；υ：分子移 动速度。
当这两种力相等时：F=F’，即：EQ = 6πrηυ
υ=EQ/6πrη 因为：m= υ/E 所以：
m=Q/6πrη
由上式可见泳动度与球形分子半径、介质黏度、
颗粒所带电荷有关。
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二、影响泳动速度的因素
V：实际电压(V)；
d：颗粒泳动的距离；
t：通电时间(s或min)。
电泳后通过测量v、t、d、l，即可计算出被分离物质 的泳动度。
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被分离的球形分子在电场中所受的力(F)为：
F=EQ
式中 E：电场强度，即每厘米支持物的电位降； Q为被分离物所带净电荷。
根据Stoke定律，一球形分子在液体中泳动所受 的阻力(摩擦力)F’为：
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第二节 聚丙烯酰胺凝胶电泳
PAGE (Polyacrylamide gel electrophoresis)
一、原理 以聚丙烯酰胺凝胶为支持物的电泳方法。 由于其分辨率高，不仅能分离含有各种大分子混
合物，而且可以研究生物大分子的特性；如电荷、 分子量、等电点及分子构型。 聚丙烯酰胺凝胶电泳的三个优点： A：可以在天然状态分离生物大分子； B: 可以分析蛋白质与别的生物分子的混合物； C: 电泳分离后仍然保持生物活性。
稀溶液
配制凝胶浓度计 算及经验公式
T％=
a+b
m
X100%
C％=
b
a+b
x100％
C=6.5-0.3T
浓溶液－ －交联剂
聚丙烯酰胺凝胶的三维网状
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结构
凝胶－ －结点
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凝胶浓度与被分离物相对分子质量的关系
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2.聚丙烯酰胺的聚合及影响因素
① 化学聚合：以过硫酸铵（AP）为催化剂，以 四甲基乙二胺（TEMED）为加速剂，使丙烯 酰胺、甲基双丙烯酰胺发生连锁反应形成网状 的聚合物。
3）溶液黏度 成反比
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4.电渗 电泳缓冲液相对于固体支持物的移动 称电渗。如纸电泳时，滤纸吸附OH-带负电 荷，与纸接触的缓冲液带正电荷向负极移动， 会对颗粒的移动造成不良影响，故电泳时， 电渗小些为好。
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5．焦耳热 电场强度或电极缓冲液离子强度 增高，电流强度也增加，不仅降低分辨率， 即电泳谱带的展宽和组分的热混和；严重 时甚至烧断或熔化支持介质。
1. 颗粒性质 带电颗粒在电场中泳动的速度和带电 颗粒的净电荷量成正比，与颗粒的半径成反比。
2．电场强度 电场强度越大，则带电颗粒泳动越快。 根据电场强度的不同，电泳可分为两种。
(1)常压(100～500 V)电泳 其电场强度为2～10 V／cm。
(2)高压(2000～10000 V)电泳 其电场强度为 70～200V／cm。
6.筛孔 人为控制电泳介质的有效筛孔。根据 要求调节、控制基质中交联剂的浓度或筛 孔的大小，影响颗粒移动的速度。
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内容提要
第一节 基本原理
第二节 聚丙烯酰胺凝胶电泳
第三节 SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳
第四节 聚丙烯酰胺凝胶电聚焦
第五节 蛋白质印迹
第六节 琼脂糖凝胶电泳
第七节 毛细管电泳
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3. 溶液性质 主要指电极溶液和蛋白质样品溶 液的pH值、离子强度和黏度等。
1）pH值 溶液的 pH 偏离分子的等电点愈远， 解离度愈大，净电荷愈多，泳动速度越快。
2）离子强度 一般最适合的离子强度在 O.02～O.2之间。若缓冲液离子强度过高， 则会降低颗粒的泳动速度。
－
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＋
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一、泳动度
带电颗粒在单位电场强度下泳动的速度称迁移 率或泳动度(mobility)，可用下式表示：
υ d/t dl
m= =
=
E V/l vt
式中m(也可以用U表示)：泳动度[cm2／(V·s)]；
υ：颗粒泳动速度(cm／s)；
E：电场强度(V／cm)；
l：支持物的有效长度(cm)；
1.显微电泳 2.自由界面电泳 3.区带电泳
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内容提要
第一节 基本原理
第二节 聚丙烯酰胺凝胶电泳
第三节 SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳
第四节 聚丙烯酰胺凝胶电聚焦
第五节 蛋白质印迹
第六节 琼脂糖凝胶电泳
第七节 毛细管电泳
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第一节 基本原理
生物大分子如蛋白质、核酸、多糖等常以颗 粒分散在溶液中，它们的净电荷取决于介质 的H＋浓度或与其它大分子的相互作用。在 电场中，带电颗粒向阴极或阳极迁移，迁移 的方向取决于它们带电的符号，这种迁移现 象即称为电泳。
电泳方法的温和性，对不稳定的生物大分子的 分离纯化有时比其它分离技术如沉淀法、离心、 层析等更为方便、可靠，甚至可作为具有一定 规模的制备方法。
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生物大分子迁移的方式
1. 分子的尺寸大小和形状； 2. 分子带电荷的性质与量； 3. 分子的生物学与化学特性。
电泳的基本分类
丙烯酰胺由过硫酸铵在碱性条件下产生游离 氧自由基引发单体丙烯酰胺成为自由基状态而 成的。在碱性 pH 时，反应速率迅速；而在酸 性条件时，同样浓度溶液，聚合速率减慢。
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②光聚合：以核黄素为催化剂在少量 的氧存在下,分解成无色的还原型， 在少量的O2条件下，还原型的核 黄素氧化成有游离基的黄素环，聚 合反应发生。
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+
蛋白质的电荷量起主要作用
＋
蛋白质的分子大小起主要作用
＋
蛋白质分子的构形起主要作用
2蛋020/8白/4 质分子在常规聚丙烯酰胺凝胶电泳中的分离因素 海南大学农学院
1.聚丙烯酰胺凝胶的合成
丙烯酰胺
聚丙烯酰胺凝胶
催化剂
聚合反应 N,N-亚甲基双丙烯酰胺
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第十章 电泳
Electrophoresis Theory ,Methods and Applications
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概述
电泳是指带电颗粒在电场作用下，向着与其电 荷百度文库反的电极移动的现象。
电泳技术的高度特异性，使混合物可以进行电 泳分析。甚至结晶纯化的样品也可在电泳分析 中分出两条带或更多的电泳带。