分子筛效应的电泳
琼脂糖凝胶电泳的理论技术和应用
琼脂糖凝胶电泳的理论技术和应用1 引言琼脂糖凝胶电泳（agarose gel electrophoresis）主要是应用琼脂糖凝胶作为支持物的电泳法，借助琼脂凝胶的分子筛作用，核酸片段因其分子量或者分子形状不同，电泳移动速度有差异而分离，这种技术时基因操作中常用的一种方法。
下面简单介绍琼脂糖凝胶电泳的理论技术及其应用。
2 琼脂糖凝胶电泳技术及其原理(1)电泳主要是指混悬于溶液中的样品电荷颗粒，在电场影响下向着与自身相反电荷的电极移动的现象，电泳技术是一种非常先进的检测手段，电泳技术与其它先进的技术相配合能够创造出非常之高的成果，这种技术能够使人们以最小的代价获得最大的利益。
电泳技术现在主要用于纯化以及分离DNA片段的一种最常用的技术。
原理：电泳是现在用于纯化以及分离DNA片段的最常用的技术，如果装备一块“胶”包含电解质的多孔支持介质，并把这些介质放置在静电场中，DNA分子将会随着向阳极移动，这主要是因为DNA分子沿着双螺旋骨架两侧带有含有电荷的磷酸根残基，当DNA的长度增加后，来自电场的驱动力以及凝胶的阻力之间的比率就会降低，并且不同长度的DNA片段就会出现不同的迁移率，所以就可以根据DNA分子大小使其分离。
这个过程可能是通过把分子量标准参照物或者是示踪燃料以及样品一起进行电泳检测分子量标准参照物也可以提供一个用于确定DNA片段大小的标准。
(2)琼脂糖凝胶电泳主要是采用琼脂糖作为支持介质的电泳方法，琼脂糖凝胶电泳技术的分析原理与其他支持物电泳的最主要的区别是它具有“电泳”和“分子筛”双重作用。
琼脂糖凝胶是一种网络结构，物质分子通过时会受到阻力，其中较大的分子物质在涌动时受到的阻力比较大，所以在凝胶中，带电颗粒的分离不仅与静电荷的性质以及数量有关，而且与废纸的大小有很大的关系，这就可以大大的提高了粪便能力，但是由于其孔径相差比较大，对于大多数蛋白质来说其分子筛效应很小，目前琼脂糖凝胶技术主要用于核酸的研究中。
聚丙烯酰胺凝胶电泳实验
聚丙烯酰胺凝胶电泳SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）一、目的要求（1）学习电泳原理和技术（2）学习和掌握SDS－聚丙烯酰胺凝胶圆盘电泳分离蛋白质技术二、实验原理聚丙烯酰胺凝胶是由丙烯酰胺（简称Acr）单体和少量交联剂甲叉双丙烯酰胺（简称Bis）通过化学催化剂（过硫酸铵），四甲基乙二胺（TEMED）作为加速剂或光催化聚合作用形成的三维空间的高聚物。
聚合后的聚丙烯酰胺凝胶形成网状结构。
具有浓缩效应、电荷效应、分子筛效应。
血清蛋白在聚丙烯酰胺凝胶电泳一般可分成12～25个组分。
因此适用于不同相对分子质量物质的分离，且分离效果好。
聚丙烯酰胺凝胶作为电泳材料的特性人工合成聚丙烯酰胺凝胶的化学体系的组成及功能：Acr：丙烯酰胺Bis：甲叉双丙烯酰胺AP：过硫酸铵——化学催化剂TEMED：四甲基乙二胺——加速剂SDS是一种阴离子去垢剂，SO32-带负电荷。
在含有强还原剂的SDS溶液中可形成SDS-蛋白质复合物。
由于结合大量带负电荷的SDS，好比蛋白质穿上带负电的“外衣”，蛋白质本身带有的电荷则被掩盖了。
从而起到消除各蛋白质分子之间自身的电荷差异的作用。
三、实验材料（一）试剂1、30%丙烯酰胺混合液（Acr:Bis 为29:1）称取丙烯酰胺（Acr）29g及甲叉丙烯酰胺（Bis）1.0g，用去离子水溶解并稀释至100ml，贮棕色瓶中于4℃保存，可用一个月。
2、1.5mol/L pH8.8 Tris-HCl缓冲液取1mol/L HCL溶液48ml、三羟甲基甲烷（Tris）36.6g，加双蒸馏水至80ml使其溶解，调pH至8.8，然后用双蒸馏水稀释至100ml，置棕色瓶中，4℃贮存。
3、1.0mol/LpH6.8Tris-HCl缓冲液取1mol/L HCL溶液48ml，Tris5.98g，加双蒸馏水至80ml，调pH6.8，用双蒸馏水稀释至100ml，置棕色瓶中，4℃贮存。
4、Tris-甘氨酸电泳缓冲液称取Tris 6g、甘氨酸28.8g，加蒸馏水850ml，调pH至8.3，加蒸馏水到1000ml，4℃贮存。
电泳知识总结
电泳知识总结1.电泳是指带电粒⼦在电场的作⽤下发⽣定向迁移（与其本⾝所带电荷相反的电极移动）的现象。
利⽤电泳现象将多组分物质分离、分析的技术叫做电泳技术。
2.⽣物⼤分⼦在电场中移动的速度由什么决定？答：样品性质⽅⾯：粒⼦⼤⼩，形状，带电荷多少，带电性质；电泳条件⽅⾯：介质阻⼒，电场强度，溶液黏度。
3.粒⼦的移动速度(泳动速度V)与电场强度(E)、粒⼦所带电荷量(Q)成正⽐，⽽与粒⼦半径(r)及溶液粘度(η)成反⽐。
⾮球形分⼦（如线状DNA）在电泳过程中受到更⼤的阻⼒，即粒⼦的泳动速度与粒⼦形状有关。
4.迁移率与下列（ D )因素⽆关？A.电荷数量B.粒⼦⼤⼩C.溶液黏度D.电场强度电泳迁移率（/泳动度/淌度）µ：带电颗粒在单位电场强度下的移动速度。
µ= V/E = Q/6πrη【影响迁移率的因素：1. 待分离⼤分⼦的性质：所带的电荷、分⼦⼤⼩和形状，分⼦带的电荷量越⼤、直径越⼩、形状越接近球形，则其电泳迁移速度越快；2. 缓冲液pH和离⼦强度：pH值距pI愈远，Q越⼤，V越⼤；pH过⾼或过低?蛋⽩变性?缓冲液；缓冲液通常要保持⼀定的离⼦强度；离⼦强度过低或过⾼的不利影响；3. 电场强度：E⾼，带电颗粒泳动快。
过⾼，产⽣焦⽿热，样品和Buffer扩散增加，条带增宽；蛋⽩变性。
过低，电泳时间增加，扩散。
当需要增⼤电场强度以缩短电泳时间时，需附有冷却装置；4. 电渗：在电场中液体对固体⽀持物的相对移动；当电渗⽅向与电泳⽅向⼀致时，会加快颗粒泳动速度，反之，当两者⽅向相反时，会减慢颗粒泳动速度；5. ⽀持介质：筛孔越⼩，则颗粒在移动的过程中所受到的阻⼒也就越⼤；介质的纯度影响聚焦效果；介质的⾮特异性吸附会增⼤电渗。
】5.等电点的定义？蛋⽩质在等电点时有哪些特点？答：当溶液的pH为⼀定数值时，其中的蛋⽩质正负电荷相等，即净电荷为零，此时的pH 值就是该蛋⽩质等电点pI。
蛋⽩质在等电点时的溶解度最⼩。
sds page凝胶电泳原理
sds page作用原理聚丙烯酰胺凝胶电泳原理是网状结构，具有分子筛效应，它有两种形式，一种是非变性聚丙烯酰胺凝胶，蛋白质在电泳中保持完整的状态，蛋白在其中依三种因素分开：蛋白大小，形状和电荷。
在电场的作用下，带电粒子能在聚丙烯凝胶中迁移，其迁移速度与带电粒子的大小、构型和所带的电荷有关。
十二烷基磺酸钠（SDS）能与蛋白质的结合，改变蛋白质原有的构象，使其变成近似于雪茄烟形的长椭圆棒，其短轴长度一样，而长轴与分子量大小成正比。
实验四聚丙烯酰胺凝胶电泳
实验四聚丙烯酰胺凝胶电泳实验目的1.掌握聚丙烯酰胺凝胶电泳的原理及其应用范围；2.熟悉聚丙烯酰胺凝胶电泳相关缓冲液的配制方法。
实验原理1.聚丙烯酰胺凝胶简称为PAGE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）及十二烷基硫酸钠——聚丙烯酰胺凝胶（SDS-PAGE）；2.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、蛋白质的形状及其所附带的电荷量而逐渐呈梯度分开。
而SDS-PAGE仅根据蛋白质亚基分子量的不同就可以分开蛋白质。
3.SDS是一种阴离子去污剂，具有变性和助溶特性，可按一定的比例和蛋白质分子结合成复合物，并打断蛋白质的氢键和疏水键，使蛋白质带负电荷的量远远超过其本身原有的电荷，使SDS蛋白质复合物在电泳时的迁移率，不再受原有电荷和分子形状的影响；4.SDS-PAGE可使蛋白质在Tris-甘氨酸(pH8.3)缓冲液中，通过电泳的方法分离不同分子量蛋白质或测定蛋白质分子量的实验技术。
实验步骤（一）相关溶液的制备1. 30%丙烯酰胺（Acr）：称Acr 29g，甲叉双丙烯酰胺（Bis）1g，加蒸馏水至100mL，过滤后置棕色瓶中，4℃贮存可用1-2月。
2. 10%SDS（十二烷基磺酸钠）：10g SDS 68℃助溶于纯水。
3. 1.5mol/L pH8.8 Tris-HCl缓冲液：称取Tris18.2g，加入50mL水，用1mol/L盐酸调pH8.8，最后用蒸馏水定容至100ml。
4. 1.0mol/LpH6.8Tris-HCl缓冲液：称取Tris12.1g，加入50mL水，用1mol/L盐酸调pH6.8，最后用蒸馏水定容至100mL5. 10%过硫酸铵(AP)6. TEMED（四甲基乙二胺）7. 2×样品溶解液：1.0mol/L Tris-HCl(pH6.8) 1mL， SDS200mg，β-巯基乙醇0.5mL （临用前加入，也可以200mmol/L二硫苏糖醇代替），溴酚蓝3mg，甘油2mL，最后定容至10mL。
DNA的琼脂糖凝胶电泳实验原理和操作步骤
一、实验目的琼脂糖凝胶电泳是常用的检测核酸的方法，学习DNA琼脂糖凝胶电泳的使用技术，掌握有关的技术和识读电泳图谱的方法.二、实验原理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,这种电泳方法以琼脂凝胶作为支持物，利用DNA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。
DNA分子在高于其等电点的溶液中带负电，在电场中向阳极移动。
在一定的电场强度下,DNA分子的迁移速度取决于分子筛效应，即分子本身的大小和构型是主要的影响因素。
DNA分子的迁移速度与其相对分子量成反比。
不同构型的DNA分子的迁移速度不同。
如环形DNA分子样品，其中有三种构型的分子：共价闭合环状的超螺旋分子（cccDNA）、开环分子（ocDNA)、和线形DNA分子（IDNA）.这三种不同构型分子进行电泳时的迁移速度大小顺序为：cccDNA＞IDNA＞ocDNA核酸分子是两性解离分子，pH3。
5是碱基上的氨基解离，而三个磷酸基团中只有一个磷酸解离，所以分子带正电，在电场中向负极泳动；而pH8。
0-8。
3时，碱基几乎不解离,而磷酸基团解离，所以核酸分子带负电，在电场中向正极泳动.不同的核酸分子的电荷密度大致相同,因此对泳动速度影响不大.在中性或碱性时，单链DNA与等长的双链DNA的泳动率大致相同。
影响核酸分子泳动率的因素主要是：1、样品的物理性状即分子的大小、电荷数、颗粒形状和空间构型。
一般而言，电荷密度愈大，泳动率越大。
但是不同核酸分子的电荷密度大致相同，所以对泳动率的影响不明显。
对线形分子来说，分子量的常用对数与泳动率成反比,用此标准样品电泳并测定其泳动率,然后进行DNA分子长度（bp）的负对数——泳动距离作标准曲线图,可以用于测定未知分子的长度大小。
DNA分子的空间构型对泳动率的影响很大，比如质粒分子,泳动率的大小顺序为：cDNA＞I DNA＞ocDNA但是由于琼脂糖浓度、电场强度、离子强度和溴化乙锭等的影响,会出现相反的情况.2、支持物介质核酸电泳通常使用琼脂糖凝胶和聚丙烯酰胺凝胶两种介质,琼脂糖是一种聚合链线性分子.含有不同浓度的琼脂糖的凝胶构成的分子筛的网孔大小不同，是于分离不同浓度范围的核酸分子。
5-1电泳
2.实验试剂
(1) 30%丙烯酰胺（Acr）：称Acr30g，甲叉双丙烯酰胺 （Bis）0.8g，加蒸馏水至100ml，过滤后置棕色瓶中， 4℃贮存可用1-2月。 （2）10%SDS（十二烷基磺酸钠） （3）1.5mol/L pH8.8 Tris-HCl缓冲液：称取Tris18.2g， 加入50ml水，用1mol/L盐酸调pH8.8， 最后用蒸馏 水定容至100ml。 （4）1.0mol/LpH6.8Tris-HCl缓冲液：称取Tris12.1g，加 入50ml水，用1mol/L盐酸调pH6.8， 最后用蒸馏水 定容至100ml。 （5）0.05mol/LpH8.0Tris-HCl缓冲液：称取Tris0.6g，加 入50ml水，用1mol/L盐酸调pH8.0，最后用蒸馏水定 容至100ml。
4.倒出水（乙醇）并用滤纸把剩余的水分吸干,按 比例配好浓缩胶,连续平稳加入浓缩胶至离边缘5mm 处,迅速插入样梳,静置40分钟. ※样梳需一次平稳插入,梳口处不得有气泡,梳底 需水平.
5.拔出样梳后,在上槽内加入缓冲液,没过锯齿。 ※要使锯齿孔内的气泡全部排出,否则会影响加样效 果.
6、加样三个。 （1）取10µl标准蛋白溶解液于EP管 内，再加入10µl 样品缓冲液，上样量为20µl。 （2）取10µl样品溶液，再加入10µl 样品缓冲液， 上样量分别为5µl 和10µl。
电泳法
生物大分子分离与表征 shaoyunwang@
电泳:
是带电颗粒在电场作用下，向着 与其电荷相反的电极泳动的现象。
电泳原理示意图
（一）电泳分类和沿革
按装置类型分类：
1. 自由界面电泳：蛋白质溶于缓冲液中进行电泳。 2. 区带电泳：将蛋白质溶液点在浸了缓冲液的支持物上 进行电泳，不同组分形成带状区域。 （1）纸上电泳：用滤纸作支持物。
琼脂糖凝胶电泳详解
一、简介琼脂糖凝胶电泳是以琼脂糖凝胶作为支持介质、利用核酸分子在电场中时的电荷效应和琼脂凝胶的分子筛效应，达到分离核酸混合物的一种电泳技术。
1、琼脂糖的分子筛效应1）琼脂糖（Agarose）来源于海洋红藻细胞壁，是一种大分子线性聚合物，基本结构是由D-半乳糖和3,6-anhydro-α-L-半乳糖通过β-1,4糖苷键结合而成的双糖单位在α-1,3糖苷键的连接下形成的一个长链。
琼脂糖具有亲水性，并几乎完全不存在带电基团，对敏感的大分子极少引起变性和吸附，是理想的惰性载体。
常用作电泳、层析等技术中的半固体支持物，用于生物大分子或小分子物质的分离和分析。
琼脂糖在水中一般加热到90℃以上溶解，温度下降到40℃左右形成良好的半固体状凝胶。
琼脂糖加热溶解后分子呈随机线团状分布，当温度降低时链间糖分子上的羟基通过氢键作用相连接，形成直径从50nm-200nm不等的孔径结构，孔径的大小由凝胶浓度控制。
琼脂糖凝胶中孔径的大小，影响了通过的核酸分子的大小以及通过的速度。
通常来说，琼脂糖凝胶的浓度越高，孔径越小，能够通过的核酸分子越小，迁移速度也越慢。
DNA片段越小，所需的胶浓度越大；而DNA 片段越长，所需的胶浓度则越小。
选择合适的胶浓度才能更好的分离片段。
2）琼脂的质量评价琼脂糖通常通过其凝胶强度和电内渗情况判断质量好坏。
强度越高，凝胶性能越好。
质量较好的琼脂糖强度通常在1200g/cm2以上，硫酸根含量在0.2%以下，电内渗在0.13以下。
琼脂糖是从琼脂中分离而来的。
琼脂由琼脂糖和琼脂果胶组成的，琼脂果胶是由许多更小的分子组成的异质混合物，和琼脂糖结构相似，但带硫酸根和羧基组分，凝胶能力差。
在琼脂糖制备过程中需要把琼脂果胶尽量去除，否则琼脂糖有可能存在极微量硫酸根和丙酮酸取代电离基团，附着到琼脂糖的多糖基质上，造成电内渗（EEO）。
电内渗会导致缓冲液中产生正电荷反向离子，它们向负极移动，从而造成与DNA反方向迁移的液流，使DNA的分离效果变差。
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分子筛效应的电泳
分子筛效应的电泳
引言
电泳是一种在电场作用下，带电粒子在介质中移动的现象。
分子筛效应是指分子在孔道内受到限制而发生的扭曲、旋转或振动等现象。
分子筛效应的电泳是指在分子筛孔道内进行的电泳现象，其特点是分子受到孔道限制而出现不同于自由状态下的运动。
一、分子筛效应对电泳的影响
1.孔径大小对迁移率的影响
由于分子筛孔径大小不同，因此不同大小的带电物质在孔道内迁移速率也会有所不同。
当物质尺寸小于孔径时，物质可以通过孔径进入到孔道中，并随着电场力向阳极方向迁移。
当物质尺寸大于孔径时，则无法进入到孔道中，因此不能参与迁移。
2.空间位阻对迁移率的影响
分子筛中存在许多空间位阻，这些位阻会对带电物质的迁移产生影响。
当带电物质靠近空间位阻时，会出现扭曲、旋转或振动等现象，从而
影响其迁移速率。
这种影响因子与空间位阻的大小、形状以及带电物
质的大小、形状等因素有关。
3.表面电荷对迁移率的影响
分子筛孔道表面带有电荷，这些电荷会对带电物质的迁移产生影响。
当带电物质靠近分子筛孔道表面时，会受到表面电荷的吸引或排斥作用，从而影响其迁移速率。
二、分子筛效应的电泳应用
1.蛋白质分离
蛋白质是一类大分子化合物，具有复杂的结构和多样性。
利用分子筛
效应的电泳技术可以将不同大小、形状和电荷性质的蛋白质分离出来。
通过调节分子筛孔径大小和表面性质等因素，可以实现对蛋白质的高
效净化和纯化。
2.生物大分子测序
生物大分子包括DNA、RNA和蛋白质等，这些大分子具有复杂的结
构和序列信息。
利用分子筛效应的电泳技术可以实现对生物大分子的测序。
通过调节分子筛孔径大小和表面性质等因素，可以实现对生物大分子的高效筛选和测序。
3.药物分离和纯化
药物是一类具有特定功能和作用的化合物，具有广泛的应用价值。
利用分子筛效应的电泳技术可以将不同大小、形状和电荷性质的药物分离出来。
通过调节分子筛孔径大小和表面性质等因素，可以实现对药物的高效净化和纯化。
结论
分子筛效应的电泳技术是一种高效、准确、可靠的生物分离与纯化技术。
其在蛋白质分离、生物大分子测序和药物分离等领域具有广泛应用前景。
未来随着科学技术的不断发展，该技术在生命科学领域中将发挥更加重要的作用。