电泳原理
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电泳的原理是什么电泳是一种基于物质电荷和大小的运动原理,通过外加电场作用下,将带电粒子悬浮于电解质溶液中进行分离的技术。
电泳的原理与所研究的物质所具有的电荷特性密切相关。
一方面,带电粒子可以通过在电解质溶液中溶解或悬浮形成离子的方式带有电荷;另一方面,这些带电粒子在外加电场下因受力而运动。
实验中,先在电解质溶液中加入需要分离的物质,形成含电荷的粒子。
随后,在溶液两端放置两个电极,分别为正极和负极,形成外加电场。
在电场的作用下,带电粒子在电解质溶液中运动。
对于电荷相同但质量不同的粒子,由于它们在外加电场下受到的电场力(即库仑力)相同,而质量越大的粒子惯性更大,所以质量越大的粒子移动速度越慢,质量越小的粒子移动速度越快。
因此,通过电泳可以将这些带电粒子按照质量大小进行分离。
在电泳过程中,带电粒子会因为电解质溶液中的微小阻力、离子迁移和扩散等因素导致其运动速度略有变化,从而使分离结果稍有偏差。
为了提高电泳的分离效果,可以通过调节实验参数、改变电解质溶液和分离装置等方法进行优化。
电泳的原理还可应用于D N A、R N A等生物分子的分离和检测。
由于这些分子呈带电线性结构,通过电泳的方法可以根据电荷和长度的差异进行有效分离。
例如,凝胶电泳是一种常用的分离D N A的方法,通过将D N A样品在凝胶上进行电泳,根据D N A片段大小的不同,可观察到不同的运动距离,实现了D N A片段分离。
这种方法在基因测序、D N A指纹鉴定等领域有重要的应用。
总之,电泳是一种根据带电粒子受电场力而运动的分离技术。
它广泛应用于生化、分析化学、生物医学等领域,并在科学研究和工业生产中发挥了重要作用。
电泳的工作原理和应用1. 电泳的工作原理电泳是一种分离和检测生物分子的常用技术,它基于生物分子的电荷和大小差异,利用电场的作用将它们分离开来。
电泳的工作原理包括以下几个方面:1.1 理论基础电泳的基本原理是利用电力将带电粒子分离的方法。
在电场中,带电分子会受到电场力的作用,根据它们的电荷和大小差异,移动速度不同,从而实现分离。
1.2 胶状介质的作用电泳中常用的胶状介质有琼脂糖凝胶、聚丙烯酰胺凝胶等。
这些胶状介质可以提供一个分离通道,限制大分子的运动,使其根据大小分子的差异进行分离。
胶状介质的选择与样品性质和分离要求密切相关。
1.3 分离机理在电泳过程中,带电分子会在胶状介质中进行迁移。
迁移速度与电场强度、胶状介质孔隙度、电荷量以及分子大小等因素密切相关。
根据迁移速率的不同,带电分子将会在胶状介质中分离开来。
1.4 检测方法电泳分离后,需要通过染色、荧光探针或质谱等方法进行检测和测定。
这些检测方法可以通过读取信号强度、波长或质量谱来确定样品的组分和含量。
2. 电泳的应用电泳作为一种常用的分离和检测方法,被广泛应用于科学研究、医学诊断和生物工程等领域。
以下是电泳的一些常见应用:2.1 蛋白质电泳蛋白质电泳是电泳技术在蛋白质分离和分析中的应用。
通过电泳可以将蛋白质按照电荷和大小进行分离,从而得到不同的蛋白质带。
这对于研究蛋白质的结构、功能和相互作用等具有重要意义。
2.2 DNA电泳DNA电泳是电泳技术在DNA分离和分析中的应用。
通过电泳可以将DNA按照大小进行分离,从而获得DNA的分子量信息。
这对于DNA测序、基因分型和DNA指纹等具有重要意义。
2.3 RNA电泳RNA电泳是电泳技术在RNA分离和分析中的应用。
通过电泳可以将RNA按照大小进行分离,从而获得RNA的分子量信息。
这对于研究RNA的剪接、修饰和转录调控等具有重要意义。
2.4 聚合物电泳聚合物电泳是电泳技术在聚合物分离和分析中的应用。
通过电泳可以将聚合物按照大小进行分离,从而研究聚合物的分子量分布、聚合度和结构等。
电泳的基本原理电泳是一种常见的生物化学实验技术,它通过电场作用下分离和检测生物分子,被广泛应用于生物医学研究、临床诊断和生物工程等领域。
电泳的基本原理是利用生物分子在电场中的迁移速度差异来实现分离和检测,下面我们来详细了解一下电泳的基本原理。
首先,电泳的基本原理是基于生物分子在电场中的迁移速度差异。
当生物分子置于含有电解质的缓冲液中,并在两极间施加电场时,生物分子会受到电场力的作用而迁移。
不同大小、电荷和形状的生物分子在电场中的迁移速度不同,从而实现了生物分子的分离。
其次,电泳的基本原理还涉及到生物分子的电荷特性。
生物分子在电场中的迁移速度与其电荷量成正比。
带有正电荷的生物分子会向阴极迁移,而带有负电荷的生物分子会向阳极迁移。
利用这一原理,可以实现对带有不同电荷的生物分子的分离和检测。
另外,电泳的基本原理还与缓冲液的pH值和离子浓度有关。
缓冲液的pH值和离子浓度会影响生物分子的电荷状态和迁移速度,从而影响电泳的分离效果。
因此,在进行电泳实验时,需要选择合适的缓冲液,以保证生物分子能够在电场中稳定迁移,并实现有效的分离和检测。
最后,电泳的基本原理还包括凝胶电泳和毛细管电泳两种类型。
凝胶电泳是利用凝胶作为分离介质,通过凝胶孔隙的大小和形状来实现生物分子的分离和检测。
而毛细管电泳则是利用毛细管内的电泳缓冲液和电场来实现生物分子的分离和检测,具有分离速度快、分辨率高的优点。
总的来说,电泳的基本原理是利用电场作用下生物分子的迁移速度差异来实现分离和检测。
通过掌握电泳的基本原理,可以更好地理解电泳技术的应用和优势,为生物化学实验和研究提供重要的技术支持。
电泳的原理是什么
电泳是一种利用电场对带电粒子进行分离和分析的方法。
其基本原理可以归纳为:在带电粒子均匀分布的溶液中,通过施加外加电场,使带电粒子向电场方向运动。
由于带电粒子的大小和电荷量不同,它们在电场中的迁移速度会有所差异。
电泳分离系统主要由电泳槽、电源、电极和电泳介质等组成。
首先,在电泳槽中加入具有电解质性质的缓冲液,形成一个含有离子的介质。
然后,在电泳缓冲液中加入待分离的带电粒子混合物。
接下来,将电泳缓冲液的两端分别连接到正极和负极的电源,形成一个电场。
正极通常被称为阳极,而负极通常被称为阴极。
当电源通电后,电场将在电泳槽中形成一个从阳极到阴极的向下方向的电场。
带电粒子混合物中的带负电粒子会向阳极移动,而带正电粒子则会向阴极移动。
由于带电粒子的迁移速度受电荷量和电场大小的影响,不同带电粒子会在电场中以不同的速度迁移。
带电粒子迁移的速度可以通过以下公式计算:
v = μE
其中,v表示迁移速度,μ表示迁移率(与粒子和缓冲液性质
有关),E表示电场强度。
通过控制电场的大小和时间,可以使不同带电粒子在电泳槽中按照迁移速度的顺序分离出来。
此时,分离出的带电粒子会在电泳槽中形成一条由上到下的带状条带,每个条带代表一种特定的带电粒子。
最后,通过观察和检测带状条带,可以对带电粒子进行分离和分析。
常见的检测方法包括紫外可见吸收光谱、荧光、质谱等技术。
总结来说,电泳利用电场将带电粒子按照迁移速度不同进行分离和分析,是一种常用的生物分离和纯化方法。
电泳的原理是
电泳是一种在电场作用下,带电粒子在电场中移动的现象。
在
化学分析中,电泳是一种常用的分离技术,通过带电粒子在电场中
的迁移速度不同来实现物质的分离和纯化。
电泳的原理主要涉及电场、带电粒子和介质三个方面。
首先,电场是电泳的基础。
电场是由电荷产生的物理场,带电
粒子在电场中会受到电场力的作用而发生运动。
电场的强度和方向
对电泳过程中带电粒子的迁移速度和方向起着决定性作用。
通常在
电泳实验中,会通过电极在电泳缓冲液中建立一个均匀的电场,以
驱动带电粒子的迁移。
其次,带电粒子是参与电泳的基本对象。
在电泳实验中,通常
使用带电的离子、蛋白质、DNA等生物大分子作为分析对象。
这些
带电粒子在电场的作用下,会沿着电场方向发生迁移。
不同的带电
粒子由于其电荷大小和质量不同,所以在电场中的迁移速度也会有
所差异,从而实现带电粒子的分离。
最后,介质在电泳中也扮演着重要的角色。
介质一般是电泳缓
冲液,它具有良好的导电性和化学稳定性,能够维持电场的稳定性,
同时还能够保护带电粒子不受到电场的直接破坏。
介质的选择对电泳的分离效果和实验稳定性有着重要的影响。
综上所述,电泳的原理主要涉及电场、带电粒子和介质三个方面。
通过在电场中带电粒子的迁移速度不同来实现物质的分离和纯化。
电泳技术在生物化学分析、生物医学研究等领域有着广泛的应用,对于分析和研究带电粒子具有重要意义。
电泳技术工作原理
电泳技术是一种在外加电场作用下,利用不同物质的电荷性质差异而实现物质分离的方法。
其工作原理可以简单概括如下:
1. 电荷性质差异:不同物质在溶液中具有不同的电荷性质。
根据溶液中溶质的电荷性质,可以分为带正电荷的阳离子和带负电荷的阴离子。
带电荷的物质可在电场中受到电场力的作用而运动。
2. 电场驱动:在电泳实验中,通过在电解槽中建立一个外加电场,将正负极电极分别连接到电源的正负极,形成一个电场。
这个电场会对带电荷的物质施加电场力,使其在溶液中移动。
3. 分离过程:在电泳实验中,将待分离物质(通常为带电荷的离子或分子)加入到含有电解质盐的缓冲液中,形成电泳液。
电泳液中的离子通过电场力的作用,在电泳槽中逐渐移动并分离出来。
4. 分离效果:由于不同物质在电场力的作用下移动速度不同,电泳液中的不同物质会在一定时间内到达不同位置。
根据不同物质到达的位置,可以通过对电泳槽进行适当的采集和分析,达到物质分离和提纯的目的。
总体而言,电泳技术利用外加电场对带电荷的物质施加电场力,使其在溶液中移动并分离出来,从而实现不同物质的分离、测定和分析。
电泳的原理种类及应用1. 电泳的基本原理电泳是一种重要的生物化学分离和分析技术,它利用物质在电场作用下的运动来实现分离。
电泳的基本原理由两个基本过程组成:电解质迁移和溶质迁移。
•电解质迁移:电解质在电场作用下移动的过程。
当外加电场施加在电解质溶液中时,带电离子(正离子或负离子)会受到电场力的作用而移动。
•溶质迁移:溶质分子或离子在电场作用下移动的过程。
溶质的迁移速率取决于其电荷量、形状和尺寸等因素。
2. 电泳的种类电泳技术有多种不同的分类方法,根据分离介质的性质和电泳的原理,我们可以将电泳分为以下几种主要类型:•凝胶电泳:通过凝胶作为分离介质将带电粒子分离的电泳技术。
凝胶可以是聚丙烯酰胺凝胶(PAGE)或琼脂糖凝胶(agarose)等。
•毛细管电泳:利用毛细管作为分离介质进行电泳,具有高效、快速和高分辨率的特点。
毛细管电泳主要包括毛细管凝胶电泳和毛细管电动色谱。
•等电聚焦电泳:利用电场和溶液pH值差异将带电物质分离的电泳技术。
等电聚焦电泳主要用于蛋白质和肽段的分离和分析。
•二维电泳:结合两种或多种电泳技术进行分离的电泳技术。
常见的二维电泳有二维凝胶电泳(2D-PAGE)和二维液相电泳(2D-LC)等。
3. 电泳的应用电泳作为一种有效的分离和分析技术,在生物医学和生物化学领域得到了广泛的应用。
下面列举一些常见的电泳应用:•蛋白质分离和鉴定:电泳可以有效地将复杂混合物中的蛋白质分离出来,并通过质谱等技术进行准确的鉴定。
•核酸分析:电泳技术可以用于DNA测序、基因突变分析以及核酸杂交等。
•糖类分析:电泳可以用于糖类的定性和定量分析,如糖基化修饰的分析和糖类结构分析等。
•药代动力学研究:利用电泳技术可以有效地研究药物在体内的代谢和转化过程,从而为药物研发和治疗提供依据。
•环境分析:电泳技术可以用于水样、土壤样品等环境样品的污染物分析和监测。
•食品安全检测:电泳可以用于食品中有害物质的检测和分离,如重金属、农药残留和食品添加剂等。
电泳工作原理
在直流电场中,带电粒子在电场力作用下,按其迁移方向,从电场强度高的地方向电场强度低的地方移动,这种现象叫电泳。
电泳是电化学中的一种特殊现象。
电解质溶液在电场中会发生移动现象,称为电泳。
当电解质溶液在电场中移动时,由于其分子间的引力和离子间的吸引力作用,使得其自由离子不断地向溶液中心运动,而带相反电荷的离子则向电场强度低的地方移动。
当溶液中带有相反电荷的离子浓度很小时(如电解质溶液中加入一种能使其带电的物质),带正电的离子会因受排斥而向负电区域迁移;而带负电的离子则因受吸引而向正电区域移动。
这种带电粒子在电场作用下,按其迁移方向从电泳槽一边移到另一边的现象叫电泳。
电泳现象是电化学中最基本、最普遍、最重要的现象。
它是一种普遍存在于自然界中具有胶体性质的化学反应。
在化学反应中,有两种或两种以上物质(或分子)按一定规律结合在一起而形成一种混合物(或化合物)。
在这种混合物中,如果有一种物质带负电,另一种物质带正电,则在两种不同性质物质之间就有电泳现象。
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电泳基本原理
电泳是通过外加电场来分离混合物中的各种化学物质的方法。
它的基本原理是利用物质在电场中引起的运动,根据其带电性、大小、形状、密度、分子量等特点,在电场中发生迁移分离。
具体来说,电泳的基本原理如下:
1. 带电物质在电场中发生迁移:外加电场会让带电物质产生电荷的排列,不同的带电物质由于其带电量和性质的不同,在电场中会有不同的迁移速度,从而发生迁移分离。
2. 迁移速度与带电量和性质有关:带电物质的电荷量越大,分子量越小,电场力对其的作用就越大,迁移速度越快。
另外,带电物质的电性质、电介质、电荷形状等也会影响迁移速度。
3. 单向电场保证分离效果:电泳必须在单向电场中进行,具体方法包括水平电泳和垂直电泳,以保证物质能够迁移到指定的方向,避免混乱。
综上所述,电泳的原理基于外加电场引起带电物质迁移的过程,通过不同速度的迁移分离物质。
电泳的原理及应用1. 电泳的基本原理电泳是一种利用电场作用下溶液中带电粒子(离子)在导电介质中的移动性差异而进行分离的方法。
其基本原理包括电荷的产生和电场的形成,以及带电粒子受电场力而移动的过程。
1.1 电荷的产生电荷的产生通常是通过将样品溶解或悬浮在缓冲液中,其中缓冲液中存在电解物质。
电解物质在溶液中分解成正、负离子,并为样品带上电荷。
1.2 电场的形成电场通过在导电介质中施加电势差而形成。
电势差通过两个电极施加电压使之形成,产生一个电场加速带电粒子的运动。
1.3 带电粒子的移动带电粒子在电场中受到电场力的作用而移动。
根据带电粒子的电荷性质和电势差的方向,带电粒子会向相应的电极移动。
2. 电泳的应用2.1 蛋白质电泳蛋白质电泳是一种常用的生物化学分析技术,可用于分离和鉴定复杂样品中的蛋白质分子。
其应用范围包括生物学研究、医学临床诊断等领域。
在蛋白质电泳中,样品中的蛋白质首先被加入到电泳胶中,然后施加电势差使之进行分离。
不同的蛋白质根据其电荷、大小和形状的差异,在电场中移动的速度不同,从而在电泳胶中分离。
2.2 DNA电泳DNA电泳是一种常用的分子生物学技术,用于分离和分析DNA分子的大小、形状和电荷。
DNA电泳在基因测序、DNA指纹鉴定、基因突变检测等领域具有广泛的应用。
DNA电泳的原理是将DNA样品置于琼脂糖凝胶中,然后施加电势差使之进行分离。
由于不同大小的DNA分子在电场中移动的速度不同,所以可以根据DNA片段在凝胶上的位置来确定其大小。
2.3 药物分析电泳技术在药物分析中也有重要的应用。
通过药物分析电泳,可以分离、鉴定和定量药物中的成分。
这对于药物研究、药效评价和药物质量控制等方面具有重要意义。
药物分析电泳通常使用毛细管电泳技术,其中样品以溶液的形式填充在毛细管中,然后施加电势差使之进行分离。
根据药物在电场中的迁移速度,可以确定其成分。
3. 总结电泳作为一种分离和分析技术,广泛应用于生物学、医学、药学等领域。
电泳原理:电泳是电泳涂料在阴阳两极,施加于电压作用下,带电荷之涂料离子移动到阴极,并与阴极表面所产生之碱性作用形成不溶解物,沉积于工件表面。
它包括四个过程:1 )电解(分解)在阴极反应最初为电解反应,生成氢气及氢氧根离子OH ,此反应造成阴极面形成一高碱性边界层,当阳离子与氢氧根作用成为不溶于水的物质,涂膜沉积,方程式为:H2O→OH+H2 )电泳动(泳动、迁移)阳离子树脂及H+ 在电场作用下,向阴极移动,而阴离子向阳极移动过程。
3 )电沉积(析出)在被涂工件表面,阳离子树脂与阴极表面碱性作用,中和而析出不沉积物,沉积于被涂工件上。
4 )电渗(脱水)涂料固体与工件表面上的涂膜为半透明性的,具有多数毛细孔,水被从阴极涂膜中排渗出来,在电场作用下,引起涂膜脱水,而涂膜则吸附于工件表面,而完成整个电泳过程。
• 电泳表面处理工艺的特点:电泳漆膜具有涂层丰满、均匀、平整、光滑的优点,电泳漆膜的硬度、附着力、耐腐、冲击性能、渗透性能明显优于其它涂装工艺。
电泳:带电颗粒在电场作用下,向着与其电性相反的电极移动,称为电泳(electroph oresis, EP)。
名词解释:电泳:带电荷的蛋白质或核酸分子在电场中移动的现象什么是电泳溶液中带电粒子(离子)在电场中移动的现象。
利用带电粒子在电场中移动速度不同而达到分离的技术称为电泳技术。
1937 年瑞典学者 A.W.K.蒂塞利乌斯设计制造了移动界面电泳仪,分离了马血清白蛋白的3种球蛋白,创建了电泳技术。
在确定的条件下,带电粒子在单位电场强度作用下,单位时间内移动的距离(即迁移率)为常数,是该带电粒子的物化特征性常数[1]。
不同带电粒子因所带电荷不同,或虽所带电荷相同但荷质比不同,在同一电场中电泳,经一定时间后,由于移动距离不同而相互分离。
分开的距离与外加电场的电压与电泳时间成正比。
在外加直流电源的作用下,胶体微粒在分散介质里向阴极或阳极作定向移动,这种现象叫做电泳。
利用电泳现象使物质分离,这种技术也叫做电泳。
胶体有电泳现象,证明胶体的微粒带有电荷。
各种胶体微粒的本质不同,它们吸附的离子不同,所以带有不同的电荷。
利用电泳可以确定胶体微粒的电性质,向阳极移动的胶粒带负电荷,向阴极移动的胶粒带正电荷。
一般来讲,金属氢氧化物、金属氧化物等胶体微粒吸附阳离子,带正电荷;非金属氧化物、非金属硫化物等胶体微粒吸附阴离子,带负电荷。
因此,在电泳实验中,氢氧化铁胶体微粒向阴极移动,三硫化二砷胶体微粒向阳极移动。
利用电泳可以分离带不同电荷的溶胶。
例如,陶瓷工业中用的粘土,往往带有氧化铁,要除去氧化铁,可以把粘土和水一起搅拌成悬浮液,由于粘土粒子带负电荷,氧化铁粒子带正电荷,通电后在阳极附近会聚集出很纯净的粘土。
工厂除尘也用到电泳。
利用电泳还可以检出被分离物,在生化和临床诊断方面发挥重要作用。
本世纪40年代末到50年代初相继发展利用支持物进行的电泳,如滤纸电泳,醋酸纤维素膜电泳、琼脂电泳;50年代末又出现淀粉凝胶电泳和聚丙烯酰胺凝胶电泳等。
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。
电泳种类按分离原理的不同,电泳分为4类:移动界面电泳、区带电泳、等电聚焦电泳和等速电泳(见图)。
①移动界面电泳是将被分离的离子(如阴离子)混合物置于电泳槽的一端(如负极),在电泳开始前,样品与载体电解质有清晰的界面。
电泳开始后,带电粒子向另一极(正极)移动,泳动速度最快的离子走在最前面,其他离子依电极速度快慢顺序排列,形成不同的区带。
只有第一个区带的界面是清晰的,达到完全分离,其中含有电泳速度最快的离子,其他大部分区带重叠(图a)。
②区带电泳是在一定的支持物上,于均一的载体电解质中,将样品加在中部位置,在电场作用下,样品中带正或负电荷的离子分别向负或正极以不同速度移动,分离成一个个彼此隔开的区带(图b )。
区带电泳按支持物的物理性状不同,又可分为纸和其他纤维膜电泳、粉末电泳、凝胶电泳与丝线电泳。
③等电聚焦电泳是将两性电解质加入盛有pH梯度缓冲液的电泳槽中,当其处在低于其本身等电点的环境中则带正电荷,向负极移动;若其处在高于其本身等电点的环境中,则带负电向正极移动。
当泳动到其自身特有的等电点时,其净电荷为零,泳动速度下降到零,具有不同等电点的物质最后聚焦在各自等电点位置,形成一个个清晰的区带(图c ),分辨率极高。
④等速电泳是在样品中加有领先离子(其迁移率比所有被分离离子的大)和终末离子(其迁移率比所有被分离离子的小),样品加在领先离子和终末离子之间,在外电场作用下,各离子进行移动,经过一段时间电泳后,达到完全分离。
被分离的各离子的区带按迁移率大小依序排列在领先离子与终末离子的区带之间。
由于没有加入适当的支持电解质来载带电流,所得到的区带是相互连接的(图d),且因“ 自身校正”效应,界面是清晰的,这是与区带电泳不同之处。
电泳分离原理示意图 a 移动界面电泳 b 区带电泳 c 等电聚焦电泳 d 等速电泳L 领先离子T 终末离子应用电泳已日益广泛地应用于分析化学、生物化学、临床化学、毒剂学、药理学、免疫学、微生物学、食品化学等各个领域。
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(electropho-resis)。
1809年俄国物理学家Peнce首先发现了电泳现象,但直到1937年瑞典的Tiselius建立了分离蛋白质的界面电泳(bounda ry electrophoresis)之后,电泳技术才开始应用。
本世纪60-70年代,当滤纸、聚丙烯酰胺凝胶等介质相继引入电泳以来,电泳技术得以迅速发展。
丰富多彩的电泳形式使其应用十分广泛。
电泳技术除了用于小分子物质的分离分析外,最主要用于蛋白质、核酸、酶,甚至病毒与细胞的研究。
由于某些电泳法设备简单,操作方便,具有高分辨率及选择性特点,已成为医学检验中常用的技术。
电泳又名——电着( 著) ,泳漆,电沉积。
创始于二十世纪六十年代,由福特汽车公司最先应用于汽车底漆。
由于其出色的防腐、防锈功能,很快在军工行业得到广泛应用。
近几年才应用到日用五金的表面处理。
由于其优良的素质和高度环保,正在逐步替代传统油漆喷涂。
电泳原理:电泳是电泳涂料在阴阳两极,施加于电压作用下,带电荷之涂料离子移动到阴极,并与阴极表面所产生之碱性作用形成不溶解物,沉积于工件表面。
它包括四个过程:1 )电解(分解)在阴极反应最初为电解反应,生成氢气及氢氧根离子OH ,此反应造成阴极面形成一高碱性边界层,当阳离子与氢氧根作用成为不溶于水的物质,涂膜沉积,方程式为:H2O→OH+H2 )电泳动(泳动、迁移)阳离子树脂及H+ 在电场作用下,向阴极移动,而阴离子向阳极移动过程。
3 )电沉积(析出)在被涂工件表面,阳离子树脂与阴极表面碱性作用,中和而析出不沉积物,沉积于被涂工件上。
4 )电渗(脱水)涂料固体与工件表面上的涂膜为半透明性的,具有多数毛细孔,水被从阴极涂膜中排渗出来,在电场作用下,引起涂膜脱水,而涂膜则吸附于工件表面,而完成整个电泳过程。
• 电泳表面处理工艺的特点:电泳漆膜具有涂层丰满、均匀、平整、光滑的优点,电泳漆膜的硬度、附着力、耐腐、冲击性能、渗透性能明显优于其它涂装工艺。
电泳(杨学辉)电泳(Electrophoresis)是指带电荷的粒子或分子在电场中移动的现象称为电泳.大分子的蛋白质,多肽,病毒粒子,甚至细胞或小分子的氨基酸,核苷等在电场中都可作定向泳动.1937年Tiselius成功地研制了界面电泳仪进行血清蛋白电泳,它是在一U型管的自由溶液中进行的,电泳后用光学系统使各种蛋白所形成折光率差别成为曲线图象,将血清蛋白分为白蛋白,α1-球蛋白,α2-球蛋白,β-球蛋白和γ-球蛋白五种,随后,Wiel amd 和Kanig 等于1948年采用滤纸条做载体,成功地进行了纸上电泳.从那时起,电泳技术逐渐被人们所接受并予以重视,继而发展以滤纸,各种纤维素粉,淀粉凝胶,琼脂和琼脂糖凝胶,醋酸纤维素薄膜,聚丙烯酰胺凝胶等为载体,结合增染试剂如银氨染色,考马斯亮蓝等大大提高和促进生物样品着色与分辨能力,此外电泳分离和免疫反应相结合,使分辨率不断朝着微量和超微量(1ng~0.001ng)水平发展,从而使电泳技术获得迅速推广和应用.在此主要介绍常用电泳的一般原理及其应用.(一)电泳的基本原理生物大分子如蛋白质,核酸,多糖等大多都有阳离子和阴离子基团,称为两性离子.常以颗粒分散在溶液中,它们的静电荷取决于介质的H+浓度或与其他大分子的相互作用.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,这种迁移现象即所谓电泳.如果把生物大分子的胶体溶液放在一个没有干扰的电场中,使颗粒具有恒定迁移速率的驱动力来自于颗粒上的有效电荷Q和电位梯度E.它们与介质的摩擦阻力f抗衡.在自由溶液中这种抗衡服从Stokes定律.F=6πrvη这里v是在介质粘度为η中半径为r的颗粒的移动速度.但在凝胶中,这种抗衡并不完全符合Stokes定律.F取决于介质中的其他因子,如凝胶厚度,颗粒大小,甚至介质的内渗等.电泳迁移率(mbility)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.dm= ------------ 或m=V / Et·E迁移率的不同提供了从混合物中分离物质的基础,迁移距离正比于迁移率.(二)影响电泳的因素1. 电泳介质的pH值溶液的pH值决定带电物质的解离程度,也决定物质所带净电荷的多少.对蛋白质,氨基酸等类似两性电解质,pH值离等电点越远,粒子所带电荷越多,泳动速度越快,反之越慢.因此,当分离某一种混合物时,应选择一种能扩大各种蛋白质所带电荷量差别的p H值,以利于各种蛋白质的有效分离.为了保证电泳过程中溶液的pH值恒定,必须采用缓冲溶液.缓冲液的离子强度溶液的离子强度(Ion intensity)是指溶液中各离子的摩尔浓度与离子价数平方的积的总和的1/2.带电颗粒的迁移率与离子强度的平方根成反比.低离子强度时,迁移率快,但离子强度过低,缓冲液的缓冲容量小,不易维持pH恒定.高离子强度时,迁移率慢,但电泳谱带要比低离子强度时细窄.通常溶液的离子强度在0.02~0.2之间.I=1/2∑CiZi2 (I:离子强度;Ci:离子的摩尔浓度;Zi:离子价数. )0.154M NaCl溶液的离子强度为:I= 1/2(0.154×12+0.154×12)=0.1540.015M Na2SO4溶液的离子强度为:I= 1/2(0.015×2×12+0.015×22)=0.0453. 电场强度电场强度(电势梯度Electric field intensity)是指每厘米的电位降(电位差或电位梯度).电场强度对电泳速度起着正比作用,电场强度越高,带电颗粒移动速度越快.根据实验的需要,电泳可分为两种:一种是高压电泳,所用电压在500~1000V或更高.由于电压高,电泳时间短(有的样品需数分钟),适用于低分子化合物的分离,如氨基酸,无机离子,包括部分聚焦电泳分离及序列电泳的分离等.因电压高,产热量大,必须装有冷却装置,否则热量可引起蛋白质等物质的变性而不能分离,还因发热引起缓冲液中水分蒸发过多,使支持物(滤纸,薄膜或凝胶等)上离子强度增加,以及引起虹吸现象(电泳槽内液被吸到支持物上)等,都会影响物质的分离.另一种为常压电泳,产热量小,室温在10~25℃分离蛋白质标本是不被破坏的,无需冷却装置,一般分离时间长.4. 电渗现象在电场中液体对于一个固体的固定相相对移动称为电渗.在有载体的电泳中,影响电泳移动的一个重要因素是电渗.最常遇到的情况是γ-球蛋白,由原点向负极移动,这就是电渗作用所引起的倒移现象.产生电渗现象的原因是载体中常含有可电离的基团,如滤纸中含有羟基而带负电荷,与滤纸相接触的水溶液带正电荷,液体便向负极移动.由于电渗现象往往与电泳同时存在,所以带电粒子的移动距离也受电渗影响;如电泳方向与电渗相反,则实际电泳的距离等于电泳距离加上电渗的距离.琼脂中含有琼脂果胶,,其中含有较多的硫酸根,所以在琼脂电泳时电渗现象很明显,许多球蛋白均向负极移动.除去了琼脂果胶后的琼脂糖用作凝胶电泳时,电渗大为减弱.电渗所造成的移动距离可用不带电的有色染料或有色葡聚糖点在支持物的中心,以观察电渗的方向和距离.(三)电泳的分类目前所采用的电泳方法,大致可分为3类:显微电泳,自由界面电泳和区带电泳.区带电泳应用广泛,区带电泳可分为以下几种类型:按支持物的物理性状不同,区带电泳可分为:(1)滤纸为支持物的纸电泳;(2)粉末电泳: 如纤维素粉,淀粉,玻璃粉电泳;(3)凝胶电泳:如琼脂,琼脂糖,硅胶,淀粉胶,聚丙烯酰胺凝胶电泳;(4)缘线电泳:如尼龙丝,人造丝电泳2. 按支持物的装置形式不同,区带电泳可分为:(1)平板式电泳:支持物水平放置,是最常用的电泳方式;(2)垂直板电泳:聚丙烯酰胺凝胶可做成垂直板式电泳.(3)柱状(管状)电泳:聚丙烯酰胺凝胶可灌入适当的电泳管中做成管状电泳.3.按pH的连续性不同,区带电泳可分为:(1)连续pH电泳:如纸电泳,醋酸纤维素薄膜电泳;(2)非连续pH电泳:如聚丙烯酰胺凝胶盘状电泳;(四)电泳所需的仪器电泳所需的仪器有:电泳槽和电源.1. 电泳槽电泳槽是电泳系统的核心部分,根据电泳的原理,电泳支持物都是放在两个缓冲液之间,电场通过电泳支持物连接两个缓冲液,不同电泳采用不同的电泳槽.常用的电泳槽有:(1)圆盘电泳槽:有上,下两个电泳槽和带有铂金电极的盖.上槽中具有若干孔,孔不用时,用硅橡皮塞塞住.要用的孔配以可插电泳管(玻璃管)的硅橡皮塞.电泳管的内径早期为5~7mm,为保证冷却和微量化,现在则越来越细.(2)垂直板电泳槽:垂直板电泳槽的基本原理和结构与圆盘电泳槽基本相同.差别只在于制胶和电泳不在电泳管中,而是在块垂直放置的平行玻璃板中间.(3)水平电泳槽:水平电泳槽的形状各异,但结构大致相同.一般包括电泳槽基座,冷却板和电极.电源要使荷电的生物大分子在电场中泳动,必须加电场,且电泳的分辨率和电泳速度与电泳时的电参数密切相关.不同的电泳技术需要不同的电压,电流和功率范围,所以选择电源主要根据电泳技术的需要.如聚丙烯酰胺凝胶电泳和SDS电泳需要200~600V 电压.(五)电泳技术的应用1. 聚丙烯酰胺凝胶电泳可用做蛋白质纯度的鉴定.聚丙烯酰胺凝胶电泳同时具有电荷效应和分子筛效应,可以将分子大小相同而带不同数量电荷的物质分离开,并且还可以将带相同数量电荷而分子大小不同的物质分离开.其分辨率远远高于一般层析方法和电泳方法,可以检出10-9~10-12g的样品,且重复性好,没有电渗作用.2. SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳可测定蛋白质分子量.其原理是带大量电荷的SDS 结合到蛋白质分子上克服了蛋白质分子原有电荷的影响而得到恒定的荷/质比.SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳测蛋白质分子量已经比较成功,此法测定时间短,分辨率高,所需样品量极少(1~100μg),但只适用于球形或基本上呈球形的蛋白质,某些蛋白质不易与S DS结合如木瓜蛋白酶,核糖核酸酶等,此时测定结果就不准确.3. 聚丙烯酰胺凝胶电泳可用于蛋白质定量.电泳后的凝胶经凝胶扫描仪扫描,从而给出定量的结果.凝胶扫描仪主要用于对样品单向电泳后的区带和双向电泳后的斑点进行扫描.4.琼脂或琼脂糖凝胶免疫电泳可用于①检查蛋白质制剂的纯度;②分析蛋白质混合物的组分;③研究抗血清制剂中是否具有抗某种已知抗原的抗体;④检验两种抗原是否相同.(六)电泳后结果检测对于不同的目的,应采用不同的检测方法.用染料和生物大分子结合形成有色的复合物是电泳后检测最常用的方法.(七)聚丙烯酰胺凝胶电泳结果不正常现象和对策1. 指示剂前沿呈现两边向上或向下的现象.向上的"微笑"现象说明凝胶的不均匀冷却,中间部分冷却不好,所以导致凝胶中分子有不同的迁移率所致.这种情况在用较厚的凝胶以及垂直电泳中时常发生.向下的"皱眉"现象常常是由于垂直电泳时电泳槽的装置不合适引起的,特别是当凝胶和玻璃板组成的"三明治"底部有气泡或靠近隔片的凝胶聚合不完全便会产生这种现象.2."拖尾"现象是电泳中最常见的现象.这常常是由于样品溶解不佳引起的,克服的办法是在加样前离心,选用合适的样品缓冲液和凝胶缓冲液,加增溶辅助试剂.另一方法是降低凝胶浓度.3."纹理"现象常常是由于样品中不溶颗粒引起的,克服办法是增加溶解度和离心除去不溶性颗粒.4. 蛋白带偏斜常常是由于滤纸条或电极放置不平行所引起的,或由于加样位置偏斜而引起.5. 蛋白带过宽,与邻近蛋白泳道的蛋白带相连,这是由于加样量太多或加样孔泄漏引起的.6. 蛋白带模糊不清和分辨不佳是由于多种原因引起的.虽然梯度凝胶可以提高分辨率,但与其他方法相比,常规聚丙烯酰胺凝胶电泳是分辨率较低的方法.为了提高分辨率,不要加过多的样品,小体积样品可给出窄带.加样后应立即电泳,以防止扩散.选择合适的凝胶浓度,使组分得以充分的分离.通常靠近前沿的蛋白带分辨率不佳,所以应根据分子量与凝胶孔径的关系,灌制足够长度的凝胶,以使样品不会走出前沿.样品的蛋白水解作用也引起扩散而使分辨率降低.水解作用通常发生在样品准备的时候,系统中的内源性蛋白酶会水解样品蛋白,如果在缓冲液中加蛋白酶抑制剂可以减少这种情况的发生.常用于生物化学技术。