TAE与TBE的区别及在凝胶电泳的应用

TAE与TBE的区别及在凝胶电泳的应用
TAE与TBE的区别及在凝胶电泳的应用

TAE是Tris-乙酸,缓冲容量小,但是溶解度大,易于储存

TBE是Tris-硼酸,缓冲容量大,但是溶解度小,不易长期储存,易产生沉淀

TAE与TBE的区别

首先要知道 TAE 与 TBE 缓冲溶液的成份如下:

50x TAE Buffer (Tris-Acetate-EDTA)

242 gm Tris base

57.1 ml Acetic acid 100ml

0.5M EDTA

Add ddH2O to 1 liter and adjust pH to 8.5.

10x TBE Buffer (Tris-Borate-EDTA)

108 gm Tris base

55 gm Boric acid

9.3 gm Na4EDTA

Add ddH2O to 1 liter.

The pH is 8.3 and requires no adjustment.

它们的分别有下列几点:

1. TBE 不能太浓 (它只可有 10 times),因为 borate 会很容易沉淀,但一般有少许沉淀是不会有太大问题。

2. TBE 的 buffering capacity 比 TAE 高,用 TBE 来跑出来的 gel,分辨率 (resolution) 会比较高。

3. 因为 TBE 有 borate 离子 (ion),它会影向酵素 (enzyme) 的工作。因此,若要为分离出的 DNA 进行下一步酵素处理,如 cloning 或 restriction cut 的话,就要切记不要让DNA 碰上 borate ion。

4. TAE的 buffer capacity 比较差,gel 一般比较模糊,但它不会对影向酵素

三种缓冲液的配制方法

Tris-乙酸(TAE):50×浓贮存液(每升):

242g Tris 碱

57.1ml 冰乙酸

100ml 0.5mmol/L EDTA(pH8.0)

使用时再稀释50倍。

Tris-磷酸(TPE):10×浓贮存液(每升):

108g Tris 碱

15.5ml 85%磷酸(1.679g /ml)

40ml 0.5mmol/L EDTA(pH8.0)

使用时再稀释10倍。

Tris-硼酸(TBE):5×浓贮存液(每升):

54g Tris 碱

27.5g 硼酸

20ml 0.5mmol/L EDTA(pH8.0)

电泳缓冲液TAE起什么作用呢?

默认分类 2007-10-05 20:29:30 阅读11 评论0字号:大中小订阅

电泳缓冲液TAE起什么作用呢?

缓冲液在电泳过程中的一个作用是维持合适的pH。电泳时正极与负极都会发生电解反应,正极发生的是氧化反应(4OH--4e->2H2O+O2),负极发生的是还原反应(4H++4e->2H2),长时间的电泳将使正极变酸,负极变碱。一个好的缓冲系统应有较强的缓冲能力,使溶液两极的pH保持基本不变。

电泳缓冲液的另一个作用是使溶液具有一定的导电性,以利于DNA分子的迁移,例如,一般电泳缓冲液中应含有0.01-0.04mol/L的Na+离子,Na+离子的浓度太低时电泳速度变慢;太高时就会造成过大的电流使胶发热甚至熔化。

电泳缓冲液还有一个组分是EDTA,加入浓度为1-2mmol/L,目的是螯合Mg2+ 等离子,防止电泳时激活 DNA酶,此外还可防止Mg2+离子与核酸生成沉淀。

TAE是使用最广泛的缓冲系统。其特点是超螺旋在其中电泳时更符合实际相对分子质量(TBE中电泳时测出的相对分子质量会大于实际分子质量),且双链线状DNA在其中的迁移率较其他两种缓冲液快约10%,电泳大于13kb的片段时用TAE缓冲液将取得更好的分离效果,此外,回收DNA片段时也易用TAE缓冲系统进行电泳。TAE的缺点是缓冲容量小,长时间电泳(如过夜)不可选用,除非有循环装置使两极的缓冲液得到交换。

TBE的特点是缓冲能力强,长时间电泳时可选用TBE,并且当用于电泳小于1kb的片段时分离效果更好。TBE用于琼脂糖凝胶时易造成高电渗作用,并且因与琼脂糖相互作用生成非共价结合的四羟基硼酸盐复合物而使DNA片段的回收率降低,所以不宜在回收电泳中使用。

TPE的缓冲能力也较强,但由于磷酸盐易在乙醇沉淀过程中析出,所以也不宜在回收DNA片段的电泳中使用。

[转载]实验室常用技术参数资料

记事本_我看世界 2007-10-18 15:47:27 阅读13 评论0字号:大中小订阅[转载]实验室常用技术参数资料(一)

2007-10-16 15:12

一、核酸及蛋白质常用数据1.核苷三磷酸的物理常数

2.常用核酸的长度与分子量

3.常用核酸蛋白换算数据

(1)重量换算

1μg=10-6g 1pg=10-12g

1ng=10-9g 1fg=10-15g

(2)分光光度换算:

1A260双链DNA=50μg/ml

1A260单链DNA=30μg/ml

1A260单链RNA=40μg/ml

(3)DNA摩尔换算:

1μg 100bp DNA=1.52pmol=3.03pmol末端

1μg pBR322 DNA=0.36pmol

1pmol 1000bp DNA=0.66μg

1pmol pBR322=2.8μg

1kb双链DNA(钠盐)=6.6×105道尔顿

1kb单链DNA(钠盐)=3.3×105道尔顿

1kb单链RNA(钠盐)=3.4×105道尔顿

(4)蛋白摩尔换算:

100pmol分子量100,000蛋白质=10μg

100pmol分子量50,000蛋白质=5μg

100pmol分子量10,000蛋白质=1μg

氨基酸的平均分子量=126.7道尔顿

(5)蛋白质/DNA换算:

1kb DNA=333 个氨基酸编码容量=3.7×104MW蛋白质10,000MW蛋白质=270bp DNA

30,000MW蛋白质=810bp DNA

50,000MW蛋白质=1.35kb

100,000MW蛋白质=2.7kb DNA

4.常用蛋白质分子量标准参照物

5.常用DNA分子量标准参照物

续上表

二、常用缓冲液

1.分子克隆常用缓冲液(无)

2.磷酸缓冲液

(1)25℃下0.1mol/L磷酸钾缓冲液的配制※

(2)25℃下0.1mol/L磷酸钠缓冲液的配制※

※:用蒸馏水将混合的两种1mol/L贮存液稀释至1000ml,根据Henderson-Hasselbalch方程计算其pH值:

pH=pK’+1g([质子受体]/[质子供体])

在此,pK’=6.86(25℃)。

3.电泳缓冲液

测序凝胶加样缓冲液

98%去离子甲酰胺

10mol/L EDTA(pH8.0)

0.025%二甲苯青FF

0.025%溴酚蓝

甲酰胺:许多批号的试剂级甲酰胺,其纯度符合使用要求,无须再进行处理。不过,一旦略呈黄色,则应用在磁力搅拌器上将甲酰胺与Dowex XG8混合床树脂共同搅拌1小时进行去离子处理,并用Whatman 1号滤纸过滤2次,去离子甲酰胺分装成小份,充氮存于-70℃。

常用的电泳缓冲液

说明:

①TBE溶液长时间存放后会形成沉淀物,为避免这一问题,可在室温下用玻璃瓶保存5×溶液,出现沉淀后则予以废弃。

以片都以1×TBE作为使用液(即1:5稀释浓贮液)进行琼脂糖凝胶电泳。但0.5×的使用液已具备足够的缓冲容量。目前几乎所有的琼脂糖胶电泳都以1:10稀释的贮存液作为使用液。

进行聚丙烯酰胺凝胶垂直槽的缓冲液槽较小,故通过缓冲液的电流量通常较大,需要使用1×TBE以提供足够的缓冲容量。

②碱性电泳缓冲液应现用现配。

③Tris-甘氨酸缓冲液用SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳。

2×SDS凝胶加样缓冲液:

100mmol/L Tris?HCl(6.8)

200mmol/L二硫苏糖醇(DTT)

4%SDS(电泳级)

0.2%溴酚蓝

20%甘油

不含DTT的2×SD S凝胶加样缓冲液可保存于室温,应在临用前取1mol/L贮存液现加于上述缓冲液中。

4.凝胶加样缓冲液

使用以上凝胶加样缓冲液的目的有三:增大样品密度;以确保DNA均匀进入样品孔内;使样品呈现颜色,从而使加样操作更为便利,含有在电块中能以可预知速率向阳极泳动的染料。溴酚蓝在琼脂糖中移动的速率约为二甲苯青FF的2.2倍,而与琼脂糖浓度无关。以0.5×TBF作电泳液时,溴酚蓝在琼脂糖中的泳动速率约与长300bp的双链线状DNA相同,而二甲苯青FF的泳动则与长4kb的双链线状DNA相同。在琼脂糖浓度为0.5%~1.4%的范围内,这些对应关系受凝胶浓度变化的影响并不显著。

选用哪一种加样染料纯属个人喜恶。但是,对于碱性凝胶应当使用溴甲酚绿作为示踪染料,因为在碱性pH条件下其显色较溴酚更蓝为鲜明。

5.各种pH值的Tris缓冲液的配制

某一特定pH值的0.05mol/L Tris缓冲液的配制:将50ml 0.1mol/L Tris碱溶液与上表所示相应体积(单位:ml)的0.1ml/L HCl混合,加水将体积调至100ml

(2)温度对50mmol/L Tris?HCl液pH值的影响

(6)常用缓冲液的pKa值

a:三羟甲基氨基甲烷;b:N-2-羟乙基哌嗪-N’-2-乙磷酸;c:3-(N-吗啉代)丙磺酸;d:N,N’-双(2-乙磺酸)哌嗪;e:2-(N-吗啉代)乙磺酸。

7.温度对常用缓冲液pH的影响

毛细管电泳的基本原理及应用

毛细管电泳的基本原理及应用 摘要:毛细管电泳法是以弹性石英毛细管为分离通道,以高压直流电场为驱动力,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的电泳分离分析方法。该技术可分析的成分小至有机离子、大至生物大分子如蛋白质、核酸等。可用于分析多种体液样本如血清或血浆、尿、脑脊液及唾液等,比HPLC 分析高效、快速、微量。 关键词:毛细管电泳原理分离模式应用 1概述 毛细管电泳(Caillary Electrophoresis)简称CE,是一类以毛细管为分离通道,以高压直流场为驱动力的新型液相分离分析技术。CE的历史可以追溯到1967年瑞典Hjerten最先提出在直径为3mm的毛细管中做自由溶液的区带电泳(Capillary Zone Electro-phoresis,CZE)。但他没有完全克服传统电泳的弊端[1]。现在所说的毛细管电泳(CE)是由Jorgenson和Lukacs在1981年首先提出,他们使用了75mm的毛细管柱,用荧光检测器对多种组分实现了分离。1984年Terabe将胶束引入毛细管电泳,开创了毛细管电泳的重要分支: 胶束电动毛细管色谱(MEKC)。1987年Hjerten等把传统的等电聚焦过程转移到毛细管内进行。同年,Cohen 发表了毛细管凝胶电泳的工作。近年来,将液相色谱的固定相引入毛细管电泳中,又发展了电色谱,扩大了电泳的应用范围。 毛细管电泳和高效液相色谱(HPLC)一样,同是液相分离技术,因此在很大程度上HPCE与HPLC可以互为补充,但是无论从效率、速度、样品用量和成本来说,毛细管电泳都显示了一定的优势毛细管电泳(C E)除了比其它色谱分离分析方法具有效率更高、速度更快、样品和试剂耗量更少、应用面同样广泛等优点外,其仪器结构也比高效液相色谱(HPLC)简单。C E只需高压直流电源、进样装置、毛细管和检测器。 毛细管电泳具有分析速度快、分离效率高、试验成本低、消耗少、操作简便等特点,因此广泛应用于分子生物学、医学、药学、材料学以及与化学有关的化工、环保、食品、饮料等各个领域[2]。

双向电泳技术在生物医学中的应用现状和应用前景

双向电泳技术在生物医学中的应用现状和应用前景 1 双向电泳技术 1.1双向电泳技术概述 双向电泳(two-dimensional gel electrophoresis, 2-DE)是蛋白分离的黄金标准,由此可以分析生物样品的显著差别,产生的结果用于诊断疾病、发现新的药物靶标和分析潜在的环境和药物的毒性。双向电泳分离技术利用复杂蛋白混合物中单个组分的电泳迁移,第一向通过电荷的不同分离,另一向通过质量的不同分离。双向电泳协同质谱技术是正在出现的蛋白组学领域的中心技术。 双向电泳是一种分析从细胞、组织或其他生物样本中提取的蛋白质混合物的有力手段,是目前唯一能将数千种蛋白质同时分离与展示的分离技术,其高分辨率、高重复性和兼具微量制备的性能是其他分离方法所无与伦比的。双向电泳技术、计算机图像分析与大规模数据处理技术以及质谱技术被称为蛋白质组研究的三大基本支撑技术。可见双向电泳在蛋白质组学研究中的重要性。就像Fey和Larsen在他们的综述中提到:“尽管人们都想有新技术取代它,可是如果希望对细胞活动有全面的认识,其他技术无法在分辨率和灵敏度上与双向电泳相媲美”。 1.2 双向电泳技术的原理 双向电泳技术是蛋白质组学研究的核心技术之一。它利用了各种蛋白质等电点和分子量的不同来分离复杂蛋白质组分,具有较高的分辨率和灵敏度,目前已成为复杂蛋白质组分检测和分析的最好的生化技术。IPG - DALT系统双向电泳技术原理简明:首先利用等电聚焦( isoelectric focusing ,IEF) 将蛋白质沿pH 梯度分离至各自等电点(isoelectric point ,pI),通过电荷分离蛋白质;然后沿垂直的方向以十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳( sodium dodecyl sulphate polyacryla -mide gel electrophoresis ,SDS-PAGE),通过分子量分离蛋白质。所得蛋白双维排列图中每个点代表样本中一个或数个蛋白质,而蛋白质的等电点、分子量和在样本中的含量也可显现出来。蛋白双向电泳的分辨率和灵敏度很高,一般可分离

毛细管电泳电化学发光联用技术及应用新进展

信阳师范学院 研究生课程论文 2014—2015学年第1学期 毛细管电泳电化学发光联用技术及应用新进展提交日期:2015 年 1 月 6 日研究生签名:

毛细管电泳电化学发光联用技术及应用新进展 姓名:学号:2 摘要:生命与健康是关系人类生活和可持续发展的永恒话题。为了检测食品中的有毒物质和人类身体内的有害物质,并达到快速检测和灵敏度高的目的,毛细管电泳(CE)和电化学发光(ECL)技术相结合的方法应运而生。这种方法充分利用了CE技术快速、灵敏、需样量少的优点及ECL线性范围宽和仪器简单的特点,使其在生命和医药等方面得到了广泛的应用。 关键词:毛细管电泳;电化学发光;生命;医药 引言 毛细管电泳法(Capillary Electrophoresis,CE)也叫做高效毛细管电泳(HPCE),是二十世纪八十年代问世的高效液相分离法之一[1],是将经典的电泳技术和现代微柱分离相结合的产物。它是一类以毛细管为分离通道,以高压直流电场为驱动力,以样品的多种特性(大小、电荷、等电点、极性、亲和行为、相分配特性等)为依据的液相微分离分析技术。与传统的分离分析方法相比,毛细管电泳显著特点是简单、高效、快速和微量。另外,毛细管电泳还有经济、清洁、易于自动化和环境污染小等优点。因此,毛细管电泳迅速发展为高效的分离和检测技术,广泛应用于物质的检测与分离。 电化学发光(electrochemiluminescence,ECL)是指电极表面通过电子的转移形成激发态,电子从激发态返回基态而产生的发光过程[2],由电极上施加的电压所引发和控制[3],以电激发为驱动力,通过电化学反应产生光信号。因此,电化学发光兼有化学发光的特点,是一种可控性强,灵敏度高的检测方法。 将毛细管电泳和电化学发光技术联用,产生了毛细管电泳-电化学发光检测技术(CE-ECL),该技术兼有CE微量、迅速、高效及ECL高选择性、高灵敏等特点。这些特点使CE-ECL检测技术在药物分析、生命分析等领域应用越来越广泛,在实际样品的分离和分析工作中也发挥着重要的作用。本文主要简述毛细管电泳-电化学发光联用技术在各个领域的应用进展。 1. 毛细管电泳-电化学发光联用技术

毛细管电泳及其应用

毛细管电泳及其应用 摘要:毛细管电泳技术(Capillary Electrophoresis, CE),是近二十年来发展最为迅速的新型液相分离分析技术之一。CE实际上包含电泳、色谱及其相互交叉的内容,是继高效液相色谱之后的又一重大进展,具有分离效率高、简单、经济、快速和微量、自动化程度高等优点。毛细管电泳这些特点使其成为一种极为有效的分离技术,目前已是生命科学及其它学科中一种常用的分析手段,已广泛应用于蛋白质、氨基酸、无机离子、有机化合物等的分离分析。关键词:毛细管电泳,分离效率高,生命科学 引言 毛细管电泳是在传统电泳技术的基础上逐步发展起来的。电泳技术的出现可以追溯到100多年前[1]。1807-1809年,俄国物理学家F.F.Reuss首次发现黏土颗粒的电迁移现象,并开始研究带电粒子在电场中的电迁移行为,测定它们的迁移速度。起初电泳只是作为一种物理化学现象来研究。电泳真正意义上进入分析化学被视为一种重要意义的技术,是在瑞士化学家Tiselius[2]公布了移动界面电泳技术的细节之后。他首先将电泳现象成功的应用于人血清的分离,获得了多种血清蛋白,他制成第一台电泳仪,并进行自由溶液电泳。Tisedius对电泳技术的发展和应用所做的巨大贡献,使他获得了1948年诺贝尔化学奖。但是传统电泳最大的局限是难以克服由高电压引起的焦耳热。1967年Hjerten[3]最先使用慢速旋转的内径为3 mm的石英玻璃管进行自由溶波电泳,以UV进行检测,成功地分离了蛋白质、多肽、无机离子、有机离子等,Hjerten最早证明可以把高电场用于细内径的毛细管电泳,但他没有完全克服传统电泳的弊端。1974年Virtanen提出使用细毛细管提高分离效率,阐明电渗流就像泵一样可以驱动液体流过毛细管,并说明了使用更细内径的毛细管做毛细管电泳的特点。1979年Everaerts和Mikkers[4]使用内径为200μm聚四氟乙烯毛细管,提高了毛细管的分离效率,成功分离了16种有机酸。1981年Jorgenson和Luckas[5]发表了划时代的研究工作,采用内径为75μm 石英毛细管进行实验,采用高电场电迁移进样,以灵敏的荧光检测器进行检测,使丹酞化氨基酸高效、快速分离,首次获得理论塔板数高达4x105/m的柱效。Jorgenson和Lucas等人的开创性工作,使CE发生了根本性的变革,标志着CE从此跨入高效毛细管电泳时代。 1983年Hjerten[6]将毛细管的内壁填充聚丙烯酰胺凝胶并将其用于毛细管电泳分离,发展了毛细管凝胶电泳(CGE)。CGE具有极高的分辨本领。凝胶作为支持介质的引入大大促进了电泳技术的发展,可用于蛋白质碎片的分离及DNA序列的快速分析。 1984年Terabe等[7]将胶束引入毛细管电泳,开创了毛细管电泳的重要分支—胶束电动毛细管色谱(MECC)。他首次将表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)加入缓冲液中,在溶液中形成离子胶束作假固定相,实现了中性离子的分离,目前,MEKC己成为应用非常广泛的电泳模式之一。1985年Hjerten[8]等把平板等电聚焦电泳过程转移到毛细管内进行,发展了等电聚焦毛细管电泳(CIEF)。他是将带有两性基团的样品、载体两性电解质、缓冲剂和辅助添加剂的混合物注入毛细管内[9],当在毛细管两端加上直流电压时,载体两性电解质可以在管内形成一定范围的pH梯度,从而达到使复杂样品中各组分分离的目的。1987年,Karger等[10]对凝胶填充技术进行了改进,优化了CGE技术,极大提高了其分离效率并阐明了用小内径毛细管可进行毛细管凝胶电泳。同年Smith等[11]将毛细管通过电喷射接口与质谱相连,从而实现了质谱和毛细管电泳联用的检测法,毛细管电泳-电喷雾质谱联用技术以其高效及高准确性被广泛应用于很多领域。 毛细管电泳根据分离机理和介质不同,具有多种分离模式,每种模式的选择性不同。毛细管电泳现有以下六种经典分离模式:毛细管区带电泳(Capillary Zone Electrophoresis, CZE),CZE是毛细管电泳中应用最广泛的一种分离模式,CZE用以分析带电溶质,其分离机理是基

全自动电泳技术的应用

全 自 动 电 泳 仪 在 测 定 血 清 蛋 白 质 方 面 的 应 用 年级:2012级医学检验 学号:112523031 姓名:辛丽君

设计方案 i探讨用全自动血红蛋白电泳仪诊断地中海贫血的临床价值。 方法:对2013年3月?2014年3月期间在我院经地贫基因诊断确诊为地贫的375例患者的临床资料进行回顾性研究。我院用全自动血红蛋白电泳仪对这375例患者进行了血生化指标检测,同时进行了H b F碱变性试验以及地贫基因分析,检测其血红蛋白F的水平,比较用不同的方式诊断a、卩型地中海贫血以及复合型地贫的符合情况。在此基础上,评定用电泳仪诊断地贫的临床价值。结果:血红蛋白电泳仪的检测结果与地贫基因分析结果的符合率比较无显著性差异(P>0.05)。与地贫基因分析结果比较,用电泳仪诊断a、0型地中海贫血与a 卩复合型地贫的符合率分别为71.54%、78.31%与100%。与H b F碱变性试验结果比较,用电泳仪检测时患者H b F > 2.0%的符合率为89.02%。 结论:用全自动血红蛋白电泳仪诊断地中海贫血具有较高的有效性、准确性与精确性。该方法值得在临床上推广使用。 工作原理 电泳法,是指带电荷的供试品(蛋白质、核苷酸等)在惰性支持介质(如纸、醋酸纤维素、琼脂糖凝胶、聚丙烯酰胺凝胶等)中,于电场的作用下,向其对应的电极方向按各自的速度进行泳动,使组分分离成狭窄的区带,用适宜的检测方法记录其电泳区带图谱或计算其百分含量的方法。 物质分子在正常情况下一般不带电,即所带正负电荷量相等,故不显示带电性。但是在一定的物理作用或化学反应条件下,某些物质分子会成为带电的离子(或粒子),不同的物质,由于其带电性质、颗粒形状和大小不同,因而在一定的电场中它们的移动方向和移动速度也不同,因此可使它们分离。若溶液里一个电量为Q的带电粒子,在场强为E 的电场中以速度υ移动,则它所受到的电场力F应为: F=QE 根据斯托克司定律,在液体中泳动的球状粒子所受到的阻力F’为: F’=6 ηrυ 式中η为介质的粘度系数,r为粒子半径。 当二力平衡,即F=F’时,粒子作匀速泳动,且有 υ=QE/6 ηr 结构图示

毛细管电泳技术发展及应用前景

毛细管电泳技术发展及应用前景 毛细管电泳技术(Capillary Electrophoresis, CE)又称高效毛细管电泳(HPCE)或毛细管分离法(CESM),毛细管电泳方法虽新工艺,但历史悠久,它是在电泳技术的基础上发展的一种分离技术。电泳作为一种技术出现,已有近百年的历史,但真正被视为一种在生物化学中有重要意义的技术,是由1937年A. Tiselius 首先提出。传统电泳最大的局限是难以克服由高电压引起的焦耳热,1967年Hjerten最先提出在直径为3mm的毛细管中做自由溶液的区带电泳(Capillary Zone Electro-phoresis, CZE)。但他没有完全克服传统电泳的弊端。现在所说的毛细管电泳技术(CE)是由Jorgenson和Lukacs在1981年首先提出,他们使用了75mm的毛细管柱,用荧光检测器对多种组分实现了分离。1984年Terabe将胶束引入毛细管电泳,开创了毛细管电泳的重要分支:胶束电动毛细管色谱(MEKC)。1987年Hjerten 等把传统的等电聚焦过程转移到毛细管内进行。同年,Cohen发表了毛细管凝胶电泳的工作。近年来,将液相色谱的固定相引入毛细管电泳中,又发展了电色谱,扩大了电泳的应用范围。 当电泳从凝胶板上移到毛细管中以后,发生了奇迹般的变化:分析灵敏度提高到能检测一个碱基的变化,分离效率达百万理论塔片数;分析片段能大能小,小到分辨单个核苷酸的序列,大到分离Mb到DNA;分析时间由原来的以小时计算缩减到以分、秒计算。CE可以说是经典电泳技术与现代微柱分离技术完美结合的产物。它使分析科学得以从微升水平进入纳升水平,并使单细胞分析,乃至单分子分析成为可能。长期困扰我们的生物大分子如蛋白质的分离分析也因此有了新的转机。 毛细管电泳技术是一类以毛细管为分离通道、以高压直流电场为驱动力,根据样品中各组分之间迁移速度和分配行为上的差异而实现分离的一类液相分离技术,迅速发展于80年代中后期,它实际上包含电泳技术和色谱技术及其交叉内容,是分析科学中继高效液相色谱之后的又一重大进展,它使分析科学得以从微升水平进入纳升水平,并使细胞分析,乃至单分子分析成为可能。是分析科学中继高效液相色谱之后的又一重大进展,是近几年来分析化学中发展最为迅速的领域之一。 毛细管电泳技术的基本原理是根据在电场作用下离子迁移的速度不同而对组分进行分离和分析,以两个电解槽和与之相连的内径为20~100μm的毛细管为工具,毛细管电泳所用的石英毛细管柱,在 pH>3的情况下,其内表面带负电,和缓冲液接触时形成双电层,在高压电场的作用下,形成双电层一侧的缓冲液由于带正电荷而向负极方向移动形成电渗流。同时,在缓冲液中,带电粒子在电场的作用下,以不同的速度向其所带电荷极性相反方向移动,形成电泳,电泳流速度即电泳淌度。在高压电场的作用下,根据在缓冲液中各组分之间迁移速度和分配行为上的差异,带正电荷的分子、中性分子和带负电荷的分子依次流出,带电粒子在毛细管缓冲液中的迁移速度等于电泳淌度和电渗流的矢量和,各种粒子由于所带电荷多少、质量、体积以及形状不同等因素引起迁移速度不同而实现分离;在毛细管靠负极的一端开一个视窗,可用各种检测器。目前已有多种灵敏度很高的检测器为毛细管电泳提供质量保证,如紫外检测器(UV)、激光诱导荧光检测器(LIF)、能提供三维图谱的二极管阵列检测器(DAD)以及电化学检测器(ECD)。由于毛细管的管径细小、散热快,即使是高的电场和温度,都不会向常规凝胶电泳那样使胶变性,影响分辨率。 毛细管电泳技术的分离模式和检测模式的发展同样也是多方面的,经典的分离模式有毛细管区带电泳、毛细管胶束电动色谱、毛细管凝胶电泳等;新方法的发展研究难度大,但近年来却有不小的进展,其中建立新的分离模式和联用技术最为突出。比如建立了阵列毛细管电泳(CAE),亲和毛细管电泳技术(ACE),芯片毛细管电泳(CCE),非水毛细管电泳技术(NACE);本文作者尝试将分子信标技术与毛细管电泳技术相结合进行基因检测,取得

双向凝胶电泳技术原理与应用

双向凝胶电泳技术原理与应用 Principle and application of two-dimensional gel electrophoresis 姓名:XX 班级:检验本科1113班 学号:XXX 【摘要】人类基因组计划与美国塞莱拉遗传信息公司于2001年在美国《科学》杂志和英国《自然》杂志联合宣布,他们绘制出了准确、清晰、完整的人类基因组图谱,至此,人类基因组计划已基本完成,随着后基因组时代的到来,蛋白质组学得到了空前的发展,蛋白质组研究旨在揭示基因表达的真正执行生命活动的全部蛋白质的表达规律和生物功能。包括蛋白质组、蛋白质组学、功能蛋白质组学和结构基因组学等新的概念的提出,蛋白质组学已成为当今生物领域中极其活跃的学科。其中双向电泳(two-dimensional electrophoresis,2.DE)是蛋白质组研究的三大关键核心技术之一 【abstract】Human gene group plans and United States sailaila genetic information company Yu 2001 in United States Science under magazine and United Kingdom natural under magazine joint announced, they draws out has accurate, and clear, and complete of human gene Group map, at this point, human gene group plans has basic completed, as Hou gene group era of comes, protein group learn get has unprecedented of development, protein group research aimed at reveals gene express of real implementation life activities of all protein of express law and biological function. Includes proteome, proteomics, structural proteomics and functional genomics of new concepts, such as proposed, proteomics has become extremely active in the field of biological sciences. Two-dimensional gel electrophoresis (two-dimensional electrophoresis,2.DE) is one of the three key core technologies of proteome research

毛细管电泳技术及在微生物学中的应用

湖南农业大学研究生课程论文 学院:食品科技学院 年级专业:07级营养与食品卫生学 姓名:章沙沙学号:s200700294 课程论文题目:毛细管电泳技术及在微生物学中的应用课程名称:现代食品分析技术 评阅成绩: 评阅意见: 成绩评定教师签名: 日期:年月日

毛细管电泳技术及在微生物学中的应用 学生:章沙沙 (07级食品科技学院营养与食品卫生学,学号s200700294) 摘要: 毛细管电泳技术是一种新型高效液相分离技术,应用领域广泛。本文分别从毛细管电泳技术的发展概况及在微生物学检测中的应用加以综述。 关键词: 毛细管电泳;微生物;应用 毛细管电泳迅速发展于80年代中后期,是分析科学中继高效液相色谱技术之后的又一重大进展,使分析科学得以从微升水平进入纳升水平,并使单细胞分析乃至单分子分析成为可能[1]。毛细管电泳(CE)是一类以毛细管为分离通道,以高压直流电场为驱动力的新型液相分离技术。广泛应用于核酸、蛋白质、多肽、药物等大分子物质的分析,但是,不同于毛细管电泳在无机离子、有机小分子和生物大分子等方面取得的巨大成功,毛细管电泳在微生物方面的应用在最近几年才取得较大进展,并逐渐显现出巨大的应用潜力。在微生物学领域,毛细管电泳除了在微生物基因测序方面得到广泛应用外,在微生物学检测方面应用的报道不多见。本文主要介绍了毛细管电泳的发展、原理、特点、分离模式及在微生物检测中的应用。 1、毛细管电泳技术 1.1毛细管电泳发展历史 1937年瑞典化学家Tiselius[2]利用电泳技术第一次从人血清中分离出白蛋白和α、β、γ球蛋白,并研制成第一台电泳仪,使电泳作为一种分离分析技术有了突破性的进展。经典电泳法最大的局限性在于存在焦耳热,只能在低电场强度下操作,直接影响了其分离效率和分析速度的提高,为了解决这一问题,人们进行了多方探索。1981年,Jorgenson和Lukacs[3]使用内径75um的石英毛细管进行电泳,成功地对丹酰化氨基酸进行了快速,高效分离获得了40万块/m理论塔板的高效率。这一开创性工作成为电泳发展史上一个里程碑,使经典的电泳技术发展为高效毛细管电泳(HPCE)。从此,毛细管电泳在理论研究,分离模式,商品仪器,应用领域等各方面获得了迅猛发展。如今,HPCE可与GC、HPLC相媲美,成为现代分离科学的重要组成部分[4]。 1.2毛细管电泳基本原理和分离模式 按毛细管内分离介质和分离原理的不同,毛细管电泳有以下几种分离模式[5]: (1)毛细管区带电泳毛细管区带电泳(CZE)的分离原理是基于各个分离物质的净电荷与其质量比(比荷)间的差异而进行物质的分离。迄今CZE仍是应用最多的模式,应用范围包括氨基酸、肽、蛋白、离子等的分离。(2)毛细管凝胶电泳毛细管凝胶电泳(CGE)是将平板电泳的凝胶移到毛细管中作支持物进行电泳,不同体积的溶质分子在其分子筛作用的凝胶中得以分离。常用于蛋白质、寡聚核苷酸、核糖核酸、DNA片段分离和测序及聚合酶链反应(PCR)产物的分析。(3)毛细管胶束电动色谱毛细管胶束电动色谱(MECC)是采用表面活性剂在运动缓冲液内形成一疏水内核,外部带负电的动态胶束相,利用溶质具有不同的疏水性,在水相和胶束相间分配的差异进行分离。主要用于小分子、中性化合物和药物等的分离。(4)毛细管等电聚焦毛细管等电聚焦(CIEF)是用两性电解质在毛细管内建立pH梯度,使各种具

电泳技术与应用

电泳技术与应用 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,这种迁移现象即电泳。 二.电泳的主要类型 1.醋酸纤维薄膜电泳 原理:醋酸纤维素薄膜电泳(CAME)是以醋酸纤维素薄膜(CAM)作支持物的一种区带电泳技术。醋酸纤维素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有样品传到,所以分离速度快,电泳时间短,样品用量少,5ug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。 优点:①电泳后区带界限清晰; ②通电时间较短(20min-1h); ③它对各种蛋白质(包括血清蛋白、溶菌酶、核糖核苷酸)都几乎完全不吸附,因此无拖尾现象; ④对染料也没有吸附,因此不结合的染料能完全洗掉,无样品处几乎完全无色。 操作过程中应注意事项:由于醋酸纤维素薄膜吸水量较低,因此必须在密闭的容器中进行,并使用较低电流避免蒸发。 应用:广泛应用于血清蛋白、血红蛋白、球蛋白、脂蛋白、糖蛋白、甲胎蛋白、类固醇及同工酶等地分离分析中。尽管它的分辨力比聚丙酰胺凝胶电泳低,但它具有简单、快速等优点。 2.琼脂糖凝胶电泳 原理:琼脂糖凝胶电泳是用琼脂糖作支持介质的一种电泳方法。其分析原理与其他支持物电泳的最主要区别是:它兼有“分子筛”和“电泳”的双重作用。 琼脂糖凝胶具有网络结构,物质分子通过时会受到阻力,大分子物质在涌动时受到的阻力大,因此在凝胶电泳中,带电颗粒的分离不仅取决于净电荷的性质和数量,而且还取决于分子大小,这就大大提高了分辨能力。但由于其孔径相当大,对大多数蛋白质来说其分子筛效应微不足道,现广泛应用于核酸的研究中 优点:①适用于大分子物质的分离如核酸大分子蛋白质 ②兼有“分子筛”和“电泳”的双重作用 ③琼脂糖凝胶制备容易,分离范围广 注意事项:①注意DNA酶污染的仪器可能会降解DNA,造成条带信号弱、模糊甚至缺失的现象 ②注意巨大的DNA链用普通电泳可能跑不出胶孔导致缺带。 ③对于琼脂糖凝胶电泳,浓度通常在0.5~2%之间,低浓度的用来进行大片段核酸的电泳,高浓度的用来进行小片段分析。低浓度胶易碎,小心操作和使用质量好的琼脂糖是解决办法。注意高浓度的胶可能使分子大小相近的DNA带不易分辨,造成条带缺失现象。

毛细管电泳原理及其应用

毛细管电泳原理及其应用 学院:海洋港口学院班级:14制药工程学号:1423014113 姓名:蒋佳丽时间:2015年1月7日 前言 毛细管电泳(capillary electrophoresis, CE)是近十几年来迅速发展起来的一种分离技术,虽说在上世纪六七十年代就有人对毛细管内电渗流形式做了理论探索并也开始尝试毛细管电泳技术,但都因为受到检测器灵敏度限制、电 泳过程中产生的焦耳热无法有效散失等因素的制约,影响分离效果。八十年代初,外壁涂有聚二酞亚胺,内径小于100}m 的熔融石英毛细管的使用[1]及检测器灵敏度的提高大大推动了毛细管电泳技术的发展,由于CE具有普通电泳和色谱 的优点及具有高效、高灵敏度、快速、低运行成本、犬信息量和易于自动化等特点,近年来在生物化学、临床诊断、 法医刑侦学等领域应用广泛。 一、CE设备及原理 毛细管电泳是以高压电场为驱动力,以毛细管为分离通道,根据样品各组分之间的淌度及分配上的行为差异而实现分离目的的一类液相分离技术。其仪器装置一般由以下几部分组成(见图一)1.高压电源;2.毛细管;3.在线检测器;4.电极及电极液;5.加样系统。毛细管是由熔融石英加工制成的(内径20一100}m,长度为20一100cm ),外壁涂有一层聚二酞亚胺以增加其柔韧性,内壁通常直接和溶液接触,有时也可根据需要涂上一层高聚物。与平板凝胶电泳类似的, 毛细管内也可填充支持介质,如琼脂糖,聚丙烯酞胺及甲基纤维素等。 图一毛细管电泳仪装置示意图(Tagliaro, 1998)[1] 在线检测器位于距样品盘约三分之二至五分之四毛细管总长处,对毛细管壁内部进行光学聚焦(在此处的毛细管外 壁的保护层是被烧掉或刮去的,以利于光的通透)。在线检测器通常有紫外、荧光和激光等多种检测方式。对DNA的分析通常使用紫外检测,对200bp的DNA片段的最小检测浓度是O.5mg/L。但对于生物样品中在和许多其他成分共存的痕量物质测定时,或对特殊分析(如DNA序列测定)时就要使用激光诱导的荧光检测器(laser induced fluorescence, LIF),使用LIF在非液相毛细管电泳中的检测灵敏度要比非激光诱导的荧光检测提高6倍[2],比紫外检测高100倍。另外,加入染料EB还可改善分离度,能将碱基长度相同但序列不同的DNA片段分开[3]。 毛细管中充满具有一定离子强度的缓冲液后,在其两端加上高电压,带电粒子在电场作用下以不同速度向其所带电荷反方向迁移,当pH>3时,毛细管内壁的石英分子因玫Siq分子的解离,而在表面形成一层负电荷,吸引缓冲液中的正离子,形成一个双电层。在高电压作用下,双电层水合阳离子层引起整个溶液在毛细管中向负极方向移动,形成电 渗流。带电粒子在毛细管内的电解质溶液中的迁移速度等于电泳和电渗流二者的矢量和,因此阳离子首先从负极流出;中性离子的速度等于电渗流速度,随后流出;而由于电渗流速度大于电泳速度,因此阴离子最后流出。 内壁石英分子除能造成电渗流外,还会吸附溶质中带正电荷的分子,从而影响分离效果。为了避免分析物被管壁 吸附,可选用缓冲液的pH大于样品混合物中蛋白质和多肤的等电点,或者选用pH接近pH2.0,此时毛细管内壁无解离的负电荷,但在这种酸性环境下,蛋白质容易失活,一般仅用于多肤分析。有时也可对毛细管内壁进行涂层,如中性

电泳技术的应用

电泳技术的应用 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(boundary 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。 一、电泳技术的基本原理和分类 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。 F=QE 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,即: F′=6πrην 式中r为质点半径,η为介质粘度,ν为质点移动速度,当质点在电场中作稳定运动时: F=F′即QE=6πrην 上式交换后可写成 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μ表示,即 从上式可见,球形质点的迁移率,首先取决于自身状态,即与所带电量成正比,与其半径及介质粘度成反比。除了自身状态的因素外,电泳体系中其它因素也影响质点的电泳迁移率。 电泳法可分为自由电泳(无支持体)及区带电泳(有支持体)两大类。前者包括Tise-leas 式微量电泳、显微电泳、等电聚焦电泳、等速电泳及密度梯度电泳。区带电泳则包括滤纸电泳(常压及高压)、薄层电泳(薄膜及薄板)、凝胶电泳(琼脂、琼脂糖、淀粉胶、聚丙烯酰胺凝胶)等。

电泳技术

电泳技术利用混合物中各组分所带电荷性质、电荷数量以及分子量的不同,在同电场作用下,根据各组分移动距离的不同,来分离鉴定各组分。电泳技术作为一种先进的检测手段,广泛应用于蛋白质、多肽、氨基酸、核苷酸、无机离子等的分离和鉴定,甚至病毒与细胞的研究。随着许多自动化电泳仪器设备的问世和普及,电泳技术在生物医学方面有着许多应用,显示出强大的生命力。 电泳介质的ph、缓冲液的离子强度、电场强度和电渗作用是影响电泳的主要因素。区带电泳可根据支持物的物理性状、支持物的装置形式和ph的连续性等来分类。其中常见的有聚丙烯酰胺凝胶电泳、聚丙烯酰胺凝胶电泳、琼脂糖电泳、等电聚焦电泳和双向电泳等。下面将简要地介绍几种电泳技术在生物医学中的应用。 聚丙烯酰胺凝胶电泳是一种常用的DNA检测方法,是聚合酶链式反应、单链构象多态分析中不可缺少的技术,广泛应用于生物医学中分子水平的诊断。其对小于500碱基的DNA片段分辨率很高,且可容纳相对大量的DNA。聚丙烯酰胺凝胶电泳基本上是一种分析工具,但有时也可用于纯化蛋白质。变性的蛋白质可以经过回收、洗脱、浓缩和除盐来纯化,这样制备的蛋白质样品可以用于蛋白质的结构分析或抗体的制备,是进行生物化学研究的基础。 琼脂糖电泳因为操作简单,耗时短而被广泛应用新鲜血液经琼脂糖电泳、染色后可得患者的血清蛋白质电泳图谱,这是了解患者血清蛋白质全貌的有效方法,可以用为初筛试验。在肾小球疾病中,尿蛋白电泳测定是反映疾病性质的重要窗口,是区别选择性尿和非选择性尿的重要标准之一。十二烷基硫酸钠-琼脂糖电泳测尿蛋白组分操作方法简便,高效。 等电聚焦电泳利用蛋白质具有两性解离及等电点的特征,用具有ph梯度的支持介质来分离的蛋白质。它的主要特点是:灵敏度及分辨率高,重复性好,电泳区带相当狭窄,特别适用于大批量纯度检测和真实性鉴定以及遗传多样性等群体生物学领域的研究。目前等电聚焦电泳主要用于两性电解质样品的分析、分离和制备,在同工酶的鉴定及蛋白质的微量分析上应用尤为广泛。随着生命科学的发展,特别是人类基因组计划全面完成之后所谓“后基因组”时代的来临,对复杂生命体的准确表征和分析就显得日益紧迫,等电聚焦电泳技术得到越来越多的使用。例如,利用等电聚焦电泳技术可以区分人血清蛋白、测出异常免疫球蛋白、进行基因分型,还可以在双相电泳中,将IEFE作为第一相。 双向电泳技术是八十年代发展起来的一种有效的二维分离技术。基于不同蛋白质等电点和分子量不同的特性,第一向通过电荷的不同分离,另一向通过电荷的不同分离,来建立混合物各组分的双向电泳图谱。由此可以分析生物样品的显著差别,产生的结果用于诊断疾病、发现新的药物靶标和分析潜在的药物和环境的毒性。在功能基因组时代,双向电泳技术主要用于寻找不同组织或细胞中差异表达的蛋白质,寻找疾病相关的标记分子,以进行疾病相关蛋白或基因的研究。目前许多研究者利用双向电泳对人体的各种器官、组织、细胞进行了研究,为疾病的判断、诊治及了解发病机制提供了新的手段。 例如,在肿瘤的研究中,寻找与肿瘤发生、发展和抗药性有关的蛋白,为寻找肿瘤的特异标志物、揭示肿瘤的发病机制以及开发新的肿瘤治疗方式和治疗药物提供理论依据。肿瘤发生的早期常常无任何症状,而只有在转移时才容易被发现,这往往延误了治疗的最佳时期,因此找到肿瘤的标志物进行及时的诊断和治疗显得尤为重要。Wadsworth J T等筛选了99例头颈部鳞状细胞癌患者和102例正常对照的血清蛋白质的表达情况,发现了几种蛋白在患者与

毛细管电泳技术的应用

毛细管电泳技术及在微生物学中的应用 摘要: 毛细管电泳技术是一种新型高效液相分离技术,应用领域广泛。本文分别从毛细管电泳技术的发展概况及在微生物学检测中的应用加以综述。 关键词: 毛细管电泳;微生物;应用 毛细管电泳迅速发展于80年代中后期,是分析科学中继高效液相色谱技术之后的又一重大进展,使分析科学得以从微升水平进入纳升水平,并使单细胞分析乃至单分子分析成为可能[1]。毛细管电泳(CE)是一类以毛细管为分离通道,以高压直流电场为驱动力的新型液相分离技术。广泛应用于核酸、蛋白质、多肽、药物等大分子物质的分析,但是,不同于毛细管电泳在无机离子、有机小分子和生物大分子等方面取得的巨大成功,毛细管电泳在微生物方面的应用在最近几年才取得较大进展,并逐渐显现出巨大的应用潜力。在微生物学领域,毛细管电泳除了在微生物基因测序方面得到广泛应用外,在微生物学检测方面应用的报道不多见。本文主要介绍了毛细管电泳的发展、原理、特点、分离模式及在微生物检测中的应用。 1、毛细管电泳技术 1.1毛细管电泳发展历史 1937年瑞典化学家Tiselius[2]利用电泳技术第一次从人血清中分离出白蛋白和α、β、γ球蛋白,并研制成第一台电泳仪,使电泳作为一种分离分析技术有了突破性的进展。经典电泳法最大的局限性在于存在焦耳热,只能在低电场强度下操作,直接影响了其分离效率和分析速度的提高,为了解决这一问题,人们进行了多方探索。1981年,Jorgenson和Lukacs[3]使用内径75um的石英毛细管进行电泳,成功地对丹酰化氨基酸进行了快速,高效分离获得了40万块/m理论塔板的高效率。这一开创性工作成为电泳发展史上一个里程碑,使经典的电泳技术发展为高效毛细管电泳(HPCE)。从此,毛细管电泳在理论研究,分离模式,商品仪器,应用领域等各方面获得了迅猛发展。如今,HPCE可与GC、HPLC相媲美,成为现代分离科学的重要组成部分[4]。 1.2毛细管电泳基本原理和分离模式 按毛细管内分离介质和分离原理的不同,毛细管电泳有以下几种分离模式[5]: (1)毛细管区带电泳毛细管区带电泳(CZE)的分离原理是基于各个分离物质的净电荷与其质量比(比荷)间的差异而进行物质的分离。迄今CZE仍是应用最多的模式,应用范围包括氨基酸、肽、蛋白、离子等的分离。(2)毛细管凝胶电泳毛细管凝胶电泳(CGE)是将平板电泳的凝胶移到毛细管中作支持物进行电泳,不同体积的溶质分子在其分子筛作用的凝胶中得以分离。常用于蛋白质、寡聚核苷酸、核糖核酸、DNA片段分离和测序及聚合酶链反应(PCR)产物的分析。(3)毛细管胶束电动色谱毛细管胶束电动色谱(MECC)是采用表面活性剂在运动缓冲液内形成一疏水内核,外部带负电的动态胶束相,利用溶质具有不同的疏水性,在水相和胶束相间分配的差异进行分离。主要用于小分子、中性化合物和药物等的分离。(4)毛细管等电聚焦毛细管等电聚焦(CIEF)是用两性电解质在毛细管内建立pH梯度,使各种具有不同等电点的蛋白质在电场作用下迁移到等电点的位置,形成窄的聚焦区带。已成功用于测定蛋白质的等电点、分离异构体等。(5)毛细管等速聚焦毛细管等速聚焦(CITP)利用先导电解质和尾随电解质,使溶质按其电泳淌度不同得以分离。现常用于富集样品。(6)毛细管电色谱将高效液相色谱(I-IPLC)中众多的固定相微粒填充到毛细管中,以样品与固定

高效毛细管电泳的发展及应用

高效毛细管电泳的发展及应用 摘要:高效毛细管电泳(即HPCE)是在传统电泳基础上继现代高效液相色谱技术之后发展起来的一种新型高效分离技术,由于效率更高、速度更快、样品和试剂消耗量特少的特性,逐渐受到越来越多科学家们的青睐。本文结合HPCE的发展史、基本原理、分离模式以及在现实中的实际应用,对毛细管电泳做了系统的分析,并提出合理的展望。 关键字:毛细管电泳;发展史;原理;分离模式;应用 高效毛细管电泳(即HPCE)是在传统电泳基础上继现代高效液相色谱技术之后发展起来的一种新型高效分离技术,它是在熔融的石英毛细管(内径为25~100μm)中进行电泳,其管内填充缓冲液或凝胶,是近年来进展最快的分析方法之一。 毛细管电泳可以说是电泳技术和现代微柱分离相结合的产物,它具有效率更高、速度更快、样品和试剂消耗量特少的特性,因而也受到越来越多科学家们的青睐。 一、毛细管电泳的发展史 1967年在高电场作用下,以3mm直径的毛细管内进行自由溶液的区带电泳,1974年报道了以200-500μm内径玻璃毛细管内进行的区带电泳分析,早期的研究受当时检测灵敏度的影响,未获预期的高效分离效率,但为毛细管电泳分离的发展奠定了基础。 1981年人们第一次展示了毛细管区带电泳,使用75微米内径的玻璃毛细管和荧光检测器进行在线检测,在30KV电压下,分离了氨基酸和多肽类物质,塔板数高达40万,这一工作被认为是现代毛细管电泳发展的里程碑。1983年将聚胶柱制备困难的缺点。1984年使用含有表面活性剂的背景电解质,开辟了毛细管电泳另一个重要分支——胶束毛细管电动力学色谱。1987年又结合传统的等电聚焦电泳和凝胶电泳原理,并移到毛细管内进行电泳,1988年实现了微量制备的可能性,提取和分离了50μmol的蛋白质、肽和寡核苷酸等。80年代未,

电泳技术在药物分析中的应用

电泳技术在药物分析中的应用 摘要:本文概括的讲述了电泳技术产生的历史及发展历程,简要介绍了几种常见的电泳技术的原理,特点,及其在药物分析中的应用。其中重点讲述了毛细管电泳法在该领域的应用,及其发展前景 关键词:电泳技术药物分析毛细管电泳法 电泳(electrophoresis, EP)是指带电颗粒在电场作用下,向着与其电性相反的电极移动的现象,而电泳技术则是利用带电粒子在电场中移动速度不同而达到分离的技术。早在1807年由俄国莫斯科大学的斐迪南·弗雷德里克·罗伊斯(Ferdinand Frederic Reuss)发现1937年诺贝尔奖获得者,瑞典化学家AmeTiselius教授利用电泳现象发明了最早期的界面电泳,用于蛋白质分离的研究,从而开创了电泳技术的新篇章。此后,各种电泳技术及仪器相继问世,先进的电泳仪和电泳技术的不断发展,使它在生物化学实验技术中占重要地位,按电泳的原理有三种形式的电泳分离系统:原则上按电泳的原理来分,即移动界面电泳(moving boundary electrophoresis)、区带电泳(zone electrophoresis)和稳态电泳(steady state electrophoresis)或称置换(排代)电泳(displacement electrophoresis). 中国药典1990年第二部首次将电泳法作为法定的,通用的检测方法收载入附录中,1995年版,2000年版将电泳中的五中电泳技术(纸电泳法,醋酸纤维素薄膜电泳法,琼脂糖凝胶电泳法,聚丙烯酰氨凝胶电泳法,SDS-聚丙烯酰氨凝胶电泳法)在附录中规定下来,并对高效毛细管电泳法也做了详细的说明。现将以上电泳技术作简要说明: 一,纸电泳法 纸电泳的设备简单,应用广泛,是最早使用的一种电泳技术。最初用于蛋白质,后来也用于氨基酸、核苷酸一些低分子物质,其优点在于或采用滤纸与色素结合的直接电泳图,或剪下滤纸的任何部分来抽提其中的物质。在早期的生物化学研究中,曾发挥重要作用。 由于纸电泳时间长,分辨率较差,近年来逐渐为其他快速、简便、分辨率高的电泳技术所代替。在1998年生化药品第一分册中仅有三磷酸腺苷二钠,三磷酸腺苷二钠注射液的含量的测定,及与胞磷胆碱钠有关的物质采用此方法,此外,在植物化学成份的分离中也可以得到应用 二,醋酸纤维素薄膜电泳法 醋酸纤维薄膜电泳是与纸电泳法在同一时期发展起来的,因其操作简单、快速、廉价,所以现在多用其来纸电泳法。它已经广泛用于血清蛋白,血红蛋白,球蛋白,脂蛋白,糖蛋白,甲胎蛋白,类固醇激素及同工酶等的分离分析中,尽管它的分辨力比聚丙酰胺凝胶电泳低,但它具有简单,快速,灵敏度高,应用面广等优点。在中国药典2000年二部中,记载了其应用于人乙型肝炎免疫球蛋白,人狂犬病免疫球蛋白等蛋白质类的鉴别与测定三,琼脂糖凝胶电泳法 琼脂糖凝胶电泳是用琼脂或琼脂糖作支持介质的一种电泳方法。对于分子量较大的样品,如大分子核酸、病毒等,一般可采用孔径较大的琼脂糖凝胶进行电泳分离。其分析原理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。其可被应用于螺旋藻多糖的鉴别,乳酸脱氢酶同工酶的测定,及血红蛋白的检测等项目 四,聚丙烯酰氨凝胶电泳法及SDS-聚丙烯酰氨凝胶电泳法 聚丙烯酰氨凝胶电泳法是20世纪60年代发展起来的一种电泳技术,主要用于分离蛋白质和寡核苷酸。聚丙烯酰胺凝胶为网状结构,具有分子筛效应。它有两种形式:非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳(Native-PAGE)及SDS-聚丙烯酰胺凝胶(SDS-PAGE);非变性聚丙烯酰胺凝胶,在电泳的过程中,蛋白质能够保持完整状态,并依据蛋白质的分子量大小、蛋

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