分离科学与技术第7章 电泳分离法
《生物电泳分离技术》课件
3 整合分析
结合其他技术，如质谱联用等，生物电泳分离技术将有更广泛的应用。
《生物电泳分离技术》 PPT课件
生物电泳分离技术是一种用电场作用于生物分子的分离方法。了解生物电泳 分离技术的定义和介绍是理解该技术的基础。
生物电泳分离技术的原理和机制
Principle
生物电泳分离技术基于生物分子的电荷和大小差异， 利用电场和凝胶矩阵的作用实现分离。
Mechanism
该方法利用分子在电场中的电迁移速度不同，通过 电泳迁移的方式实现分离。
3 环境
生物电泳分离技术可用于水质检测、环境局限性
优势
快速、高分辨率、可视化、简单操作是生物电泳分 离技术的优势。
局限性
生物电泳分离技术对样品量、电泳介质的选择等有 一定限制。
生物电泳分离技术的操作步骤和注意事项
1
前期准备
准备样品、电泳缓冲液、凝胶等。
生物电泳分离技术的类型和分类
1 类型
生物电泳分离技术包括凝胶电泳、毛细管电泳、等电点聚焦电泳等多种类型。
2 分类
根据分离依据可分为蛋白质电泳、核酸电泳、多肽电泳等多个分类。
生物电泳分离技术的应用领域
1 医学
生物电泳分离技术广泛应用于临床、医学研究等领域，如蛋白质分析和病原体检测。
2 农业
可用于农业上的育种、品种鉴定和土壤分析等方面。
制备凝胶
2
根据需要选择凝胶类型，制备凝胶板。
3
加载样品
将样品进行预处理后，通过加载样品孔
电泳
4
将其注入凝胶。
将凝胶板放入电泳槽中，施加电场进行
电泳分离。
5
22.电泳分离法
CH2-CH2 NH (CH2-CH2 NH )n 2-CH2 N CH CH2 CH2
CH2
CH2 COOH
加成度不同的混 合物，分子量大 小不同，胺基和 羧基的比例不同 。
COOH
两性电解质载体是IEF-PAGE中最关键的试剂， 它直接影响pH梯度的形成及蛋白质的聚焦。
因此，要选用优质两性电解质载体，在凝胶中， 其终浓度一般为1％～2％。
3、点样
4、安装装置
5、电泳：电场强度为10~25V/cm,0.5~2h.
6、显色:染色、漂洗、检测
醋酸纤维素薄膜电泳装置
醋酸纤维素薄膜电泳的应用：
医学上，常用于分析血清蛋白、胎盘球蛋白，
其优点是简便迅速，便于保存照相，比纸电
泳分辨率高。
特点：由于介质的孔径度大，没有分子筛效 应，主要靠被分离物的电荷多少进行分离。
2、影响迁移率(电泳淌度)的因素
1）．电场强度 是指每厘米的电位降，也称电位梯度
(电势梯度)。电场强度越高，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。 分离时间较长，从数小时到数十小时，适合于分离蛋白质 等大分子物质。 (2)高压(2000～10000 V)电泳 其电场强度为50～200V／ cm，电泳时间很短，有时只需几分钟。多用于分离氨基酸、 多肽、核苷酸、糖类等小分子物质。
目前，电泳技术已成为生物化学与分子生物学以及与其密 切相关的医学、农、林、牧、渔、制药及某些工业分析中 必不可少的手段。
22.2 电泳过程基础
一、电泳过程原理 1、自由溶液中的电泳过程 当一个球形带电颗粒在黏性介质中受到电场的作用而迁 移时，所受的作用包括电场力和摩擦阻力。在自由溶液 中摩擦阻力服从Stocks定律。当电场力与摩擦阻力达 qE 到平衡时颗粒做恒速迁移，从而导出：v 从上式可知，颗粒电泳迁移速度v与电场强度E和带电 颗粒的净电荷量q成正比，而与颗粒半径r和介质黏度η 成反比。 带电颗粒在电场中迁移速的不同是电泳分离的基础。
电泳法
（2）缓冲溶液的选择：重要的分离因素
CZE缓冲溶液必须符合以下条件：
在规定的pH值范围内应有较强的缓冲能量， 并维持恒定的pH值。
尽可能使用分子体积大、电荷少、淌度低的 缓冲盐。 在检测波长处有较低的吸收度
尽可能采用酸性缓冲溶液。吸附和电渗都小。
缓冲溶液的pH：是影响组分离子淌度的最主要 因素。
机理：当在毛细管两端加有电场时，双电层内靠 近管壁的稠密层中可迁移阳离子向阴极移动。由 于离子是被水化的，因此，带动管中的液体也随 迁移着一起匀速向阴极移动，形成电渗流。 总之，毛细管中的电渗流是毛细管内壁表面电 荷所引起的管内液体的整体流动。 电渗流的特点：具有一定流 型，其电渗驱动力沿毛细管 均匀分布，所以电渗速度的 径向分布几乎是均匀的。
pH = pI，在等电点pI时,正负解离相等，净电 荷为0；粒子迁移速度和电渗速度相同。
（3）凝胶毛细管电泳法 （ Capillary Gel Electrophoresis，CGE）
用凝胶物质作为支持物进行电泳的方式，称为 凝胶电泳。 平板凝胶电泳
毛细管凝胶电泳：在毛细管内充有凝胶或其它 筛分介质（凝胶柱），流经凝胶的物质，原则 上按分子的大小分离。
平卧式电泳槽装置示意图
三、操作步骤
1. 准备
醋酸纤维素薄膜的预处理：将薄膜小心放入盛有 缓冲液的培养皿内，使其漂浮在液面；用镊子轻压， 使其全部浸入缓冲液内。待膜完全浸透（约半小时） 后取出，夹在清洁的滤纸中间，轻轻吸去多余的缓 冲液，同时分辨出光滑面和粗糙面。 标记：在粗糙面上用铅笔距薄膜条一端1.5cm处 划线即为点样线并作好标记，同时标上学号和正负 极。
电泳：溶液中的带电粒子（离子、胶粒或分子）在 电场中的定向迁移现象。
电泳分离蛋白质的原理
电泳分离蛋白质的原理
电泳分离蛋白质是一种常用的生物化学实验技术，它基于蛋白质在电场中的迁
移速度不同而实现蛋白质的分离。
这项技术在生物学研究、医学诊断和药物研发等领域都有着广泛的应用。
电泳分离蛋白质的原理是基于蛋白质的电荷和大小之间的差异。
当蛋白质置于
电场中时，由于蛋白质分子带有正电荷或负电荷，它们会受到电场力的作用而向电极迁移。
根据蛋白质分子的大小和电荷量，不同的蛋白质将以不同的速度向电极迁移，从而实现蛋白质的分离。
在电泳分离蛋白质的实验中，通常会使用凝胶作为分离介质。
凝胶可以限制蛋
白质的迁移速度，使得蛋白质可以在凝胶中逐渐分离。
而且，凝胶的孔隙大小可以影响蛋白质的迁移速度，从而实现对蛋白质的精确分离。
除了凝胶电泳外，还有一种叫做毛细管电泳的技术也可以用于蛋白质的分离。
毛细管电泳是利用毛细管内的电场来实现蛋白质的分离，它具有分离速度快、样品消耗少的优点。
电泳分离蛋白质的原理不仅可以用于研究蛋白质的结构和功能，还可以用于检
测蛋白质的含量和纯度。
此外，电泳分离蛋白质还可以用于寻找新的蛋白质标记物，从而为疾病的诊断和治疗提供重要的信息。
总之，电泳分离蛋白质的原理是基于蛋白质的电荷和大小之间的差异，利用电
场力和分离介质来实现蛋白质的分离。
这项技术在生物学研究和临床诊断中具有重要的应用价值，为科学研究和医学进步做出了重要贡献。
电泳分离技术
1971年10月29日因心脏病突发
Arne Wilhelm Kaurin Tiselius 而卒于家中，终年69岁。
电泳特点
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。
4
阿恩·威廉·考林·提塞留斯 提塞留斯是瑞典著名生化学家
和物理化学家。1902年8月10日 出生在斯德哥尔摩，在乌普沙拉 大学获三个硕士和一个博士学位 ，毕业后留校任教。
他改进、设计了电泳仪，成功 地分离了血清中的蛋白质，对氨 基酸和肽也作了分离研究，改进 了色层分离法，他设计的电泳仪 至今还在应用，发展了生物化学 的研究手段，荣获1948年诺贝尔 化学奖。
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
6
电荷移动规律
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；
8
电泳种类I ：
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。
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。
电泳分离的原理
电泳分离的原理下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by the editor. I hope that after you download them, they can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!电泳技术是一种重要的生物化学分离方法，通过将带电粒子在电场中的运动速度不同来分离它们。
简述电泳法的原理及应用
简述电泳法的原理及应用原理电泳法是一种利用电场效应将带电粒子分离的技术。
其基本原理是在外加电场的作用下，带电粒子在电泳介质中移动，从而实现它们的分离。
该技术在分子生物学、环境监测、食品安全检测等领域得到广泛应用。
电泳法所依赖的原理是电荷的存在和带电粒子在电场作用下的运动规律。
带电粒子在电场中受到电场力的作用，其运动速度与电荷量成正比。
当不同带电粒子在相同电场下移动时，由于其电荷量不同，速度也不同，从而实现分离。
应用电泳法在科学研究、生命科学研究以及工业生产中都有广泛的应用。
下面将分别介绍其在这些领域的应用。
科学研究1.蛋白质分离和定量：电泳法是蛋白质分离和定量的常用方法。
通过将蛋白质样品加载到电泳凝胶中，利用凝胶孔道大小的差异和电荷性质，可以将不同大小和电荷的蛋白质分离开来。
这种方法被广泛应用于蛋白质组学研究、蛋白质结构和功能研究等领域。
2.核酸分析和测序：电泳法也常被用于核酸的分析和测序。
通过将DNA或RNA样品加载到电泳凝胶中，根据其大小和电荷性质，可以将不同大小和电荷的核酸分离开来。
这为基因测序、基因分型、基因突变检测等提供了重要的工具和方法。
生命科学研究1.DNA指纹鉴定：电泳法在DNA指纹鉴定中得到了广泛应用。
通过将DNA样品加载到电泳凝胶中，根据DNA片段在凝胶中的迁移速度和长度，可以进行DNA指纹鉴定，例如用于犯罪案件的嫌疑人身份确认、亲子鉴定等。
2.蛋白质纯化：电泳法在蛋白质纯化中也有应用。
通过将复杂的蛋白质样品加载到电泳凝胶中，可以将目标蛋白质与其他杂质分离开来。
这种方法被广泛应用于蛋白质研究和蛋白质药物研发中。
工业生产1.药物分析：电泳法在药物分析中有重要作用。
通过将药物样品加载到电泳凝胶中，可以检测和分离不同成分的药物。
这种方法被广泛应用于药物研发、药物质量控制、药物安全监测等领域。
2.食品安全检测：电泳法是食品安全检测中常用的分析方法之一。
通过将食品样品加载到电泳凝胶中，可以检测食品中的有害物质和添加剂。
电泳分离技术
谢谢
THANKS
样本分析。
电场不均匀性
电泳过程中电场的不均匀性可 能导致分离效果不佳。
高成本
电泳分离技术所需的设备和试 剂成本较高，增加了实验成本
。
操作复杂度
电泳分离技术的操作相对复杂 ，需要专业人员进行操作和维
护。
05 电泳分离技术的发展趋势和未来展望
CHAPTER
技术创新和改进
高效电泳分离技术的研发
通过改进电泳分离技术的原理和工艺，提高分离效率和准确性，降低能耗和成本。
21世纪
随着生物技术的快速发展，电泳分离技术在基因组学、蛋白质组学等 领域的应用越来越广泛，成为生命科学研究的重要手段之一。
02 电泳分离技术的基本原理
CHAPTER
电泳现象
定义
电泳现象是指带电粒子在电场中受到电场力的作用而发生迁移的 现象。
原理
带电粒子在电场中受到电场力的作用，产生定向移动，使得粒子在 电场中分布不均，从而实现分离。
细胞分离
利用电泳分离技术可以分离不同种类的细胞，如淋巴细胞 分型、干细胞分离等，为细胞治疗和药物筛选提供支持。
在化学和环境科学领域的应用
有机物分离
电泳分离技术可用于有机物的分 离和纯化，如氨基酸、肽类、糖 类等，在化学合成和药物制备中 具有重要应用。
环境监测
电泳分离技术可用于环境样品中 污染物的分离和检测，如重金属 离子、有机污染物等，为环境监 测和治理提供技术支持。
电泳分离技术
目录
CONTENTS
• 引言 • 电泳分离技术的基本原理 • 电泳分离技术的应用 • 电泳分离技术的优缺点 • 电泳分离技术的发展趋势和未来展望 • 结论
01 引言
电泳法分离混合蛋白质的基本原理
电泳法是一种常用的蛋白质分离技术，通过电场作用下蛋白质的迁移速度差异来实现分离。
下面将从基本原理、仪器装置、实验步骤和应用领域等方面介绍电泳法分离混合蛋白质。
一、基本原理电泳法是利用蛋白质在电场中的迁移速度差异来进行分离的技术，其基本原理是蛋白质在电场中受到电荷的影响，带有正电荷的蛋白质在电场中向阴极方向迁移，带有负电荷的蛋白质则向阳极方向迁移。
由于不同蛋白质的分子结构和电荷性质不同，因此其迁移速度不同，进而实现了蛋白质的分离。
在电泳法中，通常会在蛋白质样品中加入一定量的离子从而赋予蛋白质电荷，常用的离子有SDS（十二烷基硫酸钠）和荧光素磺酰氯等。
SDS具有较强的负电荷，在电场中施加电压时，可以使蛋白质呈现负电荷状态，从而呈现出一定的迁移速度。
二、仪器装置进行电泳分离实验需要用到电泳槽、电源、凝胶板和蛋白质样品等仪器和试剂。
电泳槽通常由两个平行的电极板组成，之间用于装载凝胶板。
凝胶板通常有两种，一种是聚丙烯酰胺凝胶，另一种是琼脂糖凝胶。
蛋白质样品经过凝胶板的分离后，需要用染色剂着色才能观察到分离的结果。
凝胶板上的蛋白质迁移痕迹会依据电泳的时间和电压来进行分析。
在进行电泳分离实验时，需要将蛋白质样品加载到凝胶板上，然后施加一定的电压，使蛋白质发生迁移。
根据不同蛋白质的分子大小和电荷性质，它们将会在凝胶板上形成不同的迁移痕迹。
三、实验步骤进行电泳法分离混合蛋白质的实验通常包括以下几个步骤：1. 凝胶制备：根据实验需要选择合适的凝胶材料，制备电泳用的凝胶板。
2. 样品制备：将待分离的蛋白质样品进行处理，通常是在样品中加入一定量的电泳缓冲液和染色剂。
3. 加载样品：将处理后的蛋白质样品加载到凝胶板上。
4. 施加电压：将装载有蛋白质样品的凝胶板放入电泳槽中，然后施加一定的电压，使蛋白质发生迁移。
5. 染色观察：电泳结束后，取出凝胶板并进行染色，观察分离的结果。
四、应用领域电泳法广泛应用于生物学、医学和生物化学等领域，用于分离和分析蛋白质样品中的各种蛋白质成分。
电泳分离
支持介质的筛孔大小对待分离生物大分子的电泳迁移速度有明显的影响。在筛孔大的介质中泳动速度快，反 之，则泳动速度慢。
电泳时电流通过支持介质会产生热量，按焦耳定律，电流通过导体时的产热与电流强度（I）的平方、导体的 电阻（R）和通电的时间（t）成正比（Q=I2Rt）。
电泳的分类
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。 自由电泳包括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。
谢谢观看
影响的主要因素
0 1
电场强度
0 2
溶液的pH
0 4
电渗
0 6
温度
0 3
溶液的离子 强度
0 5
支持介质的 筛孔
电场强度是指每厘米距离的电压降，又称为电位梯度或电势梯度。电场强度对颗粒的泳动速度起着十分重要 的作用。电场强度越高，带电颗粒的泳动速度越快。根据电场强度的大小可将电泳分为高压电泳和常压电泳。常 压电泳的电场强度一般为2～10V/cm，电压为100～V，电泳时间从几十分钟到几十小时，多用于带电荷的大分 子物质的分离；高压电泳的电场强度为20～200V/cm，电压大于500V，电泳时间从几分钟到几小时，多用于带电 荷的小分子物质的分离。
溶液的离子强度越高，颗粒的泳动速度越慢。
在电场中，溶液对于固体支持物的相对移动称为电渗。例如，在纸电泳中，由于滤纸纤维素上带有一定量的 负电荷，使与滤纸相接触的水在电场中，液体对于固体支持介质的相对移动称为电渗现象。由于电泳支持介质表 面可能会存在一些带电基团，如滤纸表面通常有一些羧基，琼脂可能会含有一些硫酸基，而玻璃表面通常有SiOH基团等等。这些基团电离后会使支持介质表面带电，吸附一些带相反电荷的离子，在电场的作用下向电极方向 移动，形成介质表面溶液的流动。在pH>3时，玻璃表面带负电，吸附溶液中的正电离子，使玻璃表面的溶液层带 正电，在电泳中向负极迁移，带动电极液产生向负极的电渗流。如果电渗方向与待分离分子电泳方向相同，则加 快电泳速度；反之，则降低电泳的速度。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
4. 等电聚焦电泳法
可用于蛋白质分子的分离。 蛋白质分子的等电点 pI，pH < pI 时，带正电；pH > pI 时，带负电。
第三节 聚丙烯酰胺凝胶电泳
三、电泳方法
4. 等电聚焦电泳法
等电聚焦电泳法：电解槽中放入载体两性电解质，接
通电源，形成一个从阳极 阴极 pH 逐渐增大的 pH 梯
第三节 聚丙烯酰胺凝胶电泳
三、电泳方法
4. 等电聚焦电泳法
等电聚焦电泳建立的前提：稳定 pH 梯度的建立 建立的 pH 梯度非常稳定（无对流），由扩散和电迁 移所引起的物质运动处于动态平衡，两性电解质分子的
任何移动都会使其由不带电荷变以带电荷，在电场作用
下，再次迁移回到其等电点。
第三节 聚丙烯酰胺凝胶电泳
一、电泳分离的基本原理
当平衡时，电场力与摩擦力大小相等而方向相反，即
qE fv
则
v
qE q q E 或 v E f 6 r 4 r
荷电粒子的电泳速度与电场强度成正比，与其有效电
荷、表观液态动力学半径、介质黏度成反比。
第二节 电泳分离的基本原理和分类
一、电泳分离的基本原理
电泳分离的基础：物质粒子在电场中迁移速度的不同
三、电泳方法
4. 等电聚焦电泳法
稳定 pH 梯度对载体两性电解质的要求： • 缓冲容量足够大，以维持 pH 梯度稳定 • 等电点处导电性好，以通过一定电流 • 分子要小，且不与被分离物质发生反应或使之变性 • 化学组成不同于被分离物质，不干扰测定
第四节 毛细管电泳
一、概述
毛细管电泳（Capillary Electrophoresis, CE）
第二节 电泳分离的基本原理和分类
二、电泳分离法的分类
2. 按有无固体支持物 支持物电泳
支持物：滤纸、薄膜、粉末、凝胶、海绵等 支持物形状：U 型管、柱状、平板、垂直、毛细管等 免疫电泳 免疫扩散 等电聚焦 pH 梯度 凝胶电泳 分子筛 高压电泳 高电压
第二节 电泳分离的基本原理和分类
垂直柱状凝胶电泳仪 垂直板状凝胶电泳仪
第三节 聚丙烯酰胺凝胶电泳
二、电泳分离仪器装置
水平板状凝胶电泳仪
上 样品凝胶
垂直柱状凝胶电泳仪 柱状凝胶管 中 浓缩凝胶（间隔凝胶） 垂直板状凝胶电泳仪 下 分离凝胶
第三节 聚丙烯酰胺凝胶电泳
三、电泳方法
均相电泳法
不连续体系凝胶电泳法 SDS 电泳法 等电聚焦电泳法
不同物质在同一电场中，由于有效电荷、形状、大小
的差异，其电泳迁移的速度不同，可实现分离。
qE q q v E 或 v E f 6 r 4 r
第二节 电泳分离的基本原理和分类
二、电泳分离法的分类
1. 按分离的原理：
区带电泳、等速电泳、等电聚焦电泳等 2. 按有无固体支持物： 溶液 自由电泳（显微镜、移界、柱、自由流动幕、 等速电泳等） 固体支持物 支持物电泳
制备：单体 丙烯酰胺，交联剂 甲撑双丙烯酰胺，
催化剂 过硫酸铵
聚合物链长 单体，交联程度 交联剂 电泳分离效果 凝胶理化性质 单体和交联剂
第三节 聚丙烯酰胺凝胶电泳
一、概述
分离原理：电泳分离电荷效应 + 凝胶分子筛效应
质点电荷 聚丙烯酰胺分类： 小孔凝胶：催化剂过硫酸铵，加速剂四甲基-1,2-乙 二胺（TEMED），缓冲液 pH = 8.9 大孔凝胶：催化剂核黄素，可不加 TEMED 网孔孔径
发展过程 • 1809 年，发现电泳现象； • 1907 年，研究白喉毒素在琼脂中的泳现象； • 1907 年，瑞典 Tiselius 制造了移动界面电泳仪，并分离
了马血清蛋白的 3 种球蛋白，电泳技术得以创建；
• 1948 年，德国 Wieland & Konig 采用滤纸为支持物进行
了电泳（纸电泳），创建了区带电泳；
第三节 聚丙烯酰胺凝胶电泳
一、概述
固体支持物：聚丙烯酰胺凝胶、琼脂糖凝胶、葡聚糖
凝胶、纤维素。
固体支持物性质：均匀性、化学惰性、易于重复制备
聚丙烯酰胺凝胶：孔径可调、非离子型聚合物（可有
效避免内渗和吸附对电泳分离的影响）
第三节 聚丙烯酰胺凝胶电泳
一、概述
聚丙烯酰胺凝胶：网状共聚物，结构见图 7-1。
以毛细管为分离通道，以高压直流电场为驱动力，以
样品的多种特性为根据的液相微分离分析技术。
3. SDS 电泳法
SDS (sodium dodecyl sulfate) 十二烷基磺酸钠，一种
阴离子表面活性剂。
SDS 能够破坏蛋白质分子之间以及与其它物质分子之
间的非共价键，使蛋白质变性而改变原有的构象。
第三节 聚丙烯酰胺凝胶电泳
三、电泳方法 3. SDS 电泳法 蛋白质溶液 + SDS 和强还原剂巯基乙醇后，蛋白质分子内 的二硫键被巯基乙醇还原，使蛋白质分子与 SDS 充分结合， 从而形成带负电荷的蛋白质SDS 配合物。 若在聚丙烯酰胺凝胶电泳系统中加入一定量的 SDS，则蛋 白质分子的电泳迁移率主要取决于它的相对分子质量大小，
Cl 离子迁移率大，移动快，在其后形成一个低离子浓度区
域（低电导区、电位梯度高），促使蛋白质样品离子和尾随 甘氨酸离子在其后加速移动，从而形成一个稳定向下移动的 界面（高电位梯度低电位梯度）。由于蛋白质样品离子的有 效迁移率介于前导和尾随离子之间，于是在两个电位梯度上
浓缩成一个薄层，如由原 1 cm 厚浓缩为 0.25 m 薄层。
第七章 电泳分离法
概述 电泳分离的基本原理和分类
聚丙烯酰胺凝胶电泳
毛细管电泳
第一节 概述
电泳分离法
借助直流电场的作用，将混合物中的带电质点根据其
移动速度的不同将它们分离分析的方法。
分离对象：
• 生化物质：在适当 pH 条件下，带有一定的电荷。如蛋 白质、核苷酸、核酸等 • 无机离子
第一节 概述
• 20 世纪 40~50 年代，出现醋酸纤维素膜、琼脂、淀粉 凝胶、聚丙烯酰胺凝胶电泳技术；
第一节 概述
发展过程
20 世纪 80 年代，Jorgenson & Lukacs 发展了高效毛细
管电泳，成为分离科学研究热潮和研究前沿之一。
电泳原理 电泳仪器（凝胶电泳、毛细管电泳）
生化分离分析三大方法：电泳、离心、色谱法 电泳是一种鉴别、分离、提纯的重要手段。
第三节 聚丙烯酰胺凝胶电泳
三、电泳方法
4. 等电聚焦电泳法
等电聚焦电泳建立的前提：稳定 pH 梯度的建立 pH 梯度由一系列具有不同等电点的小分子载体两性电 解质连续排列而形成，其在电场中按等电点的顺序排列，
在阳极和阴极之间形成一个平滑的 pH 梯度。在梯度中
每一点的 pH 取诀于该处载体的两性电解质的 pI 值。
第三节 聚丙烯酰胺凝胶电泳
三、电泳方法
1. 均相电泳法（连续电泳法）
均相：电泳槽和电泳凝胶中放置的缓冲液相同，电泳
过程中 pH 处处相等，无浓缩效应。
样品：高浓度、小体积。 防止样品扩散：加入糖、尿素、丙三醇等，增加样品 密度
第三节 聚丙烯酰胺凝胶电泳
三、电泳方法
1. 均相电泳法（连续电泳法）
电泳分离系统中存在的三种离子：
• 前导离子：迁移率较大，只存在于凝胶中，如 Cl、K+ • 尾随离子：与前导离子电荷相同，迁移率较小，存在于缓冲液中 • 缓冲平衡离子：所带电荷与前二者相反，凝胶和缓冲液中均存在
第三节 聚丙烯酰胺凝胶电泳
三、电泳方法
2. 不连续体系凝胶电泳法
电泳分离系统中存在的三种离子： 电泳过程中，样品凝胶和浓缩凝胶中的 pH 需使有效 迁移率满足以下条件： 前导离子 > 样品离子 > 尾随离子
度介质。蛋白质分子在电泳作用下，迁移到周围介质 pH = pI 点时，蛋白质分子变为不带点，停止迁移，即“聚 焦”于该 pH 介质中。
第三节 聚丙烯酰胺凝胶电泳
三、电泳方法
4. 等电聚焦电泳法
等电聚焦电泳法： pI 点是蛋白质分子的特征属性，不同蛋白质分子的 pI 不同，聚焦于不同的 pH 介质中，从而实现彼此分离。
第三节 聚丙烯酰胺凝胶电泳
三、电泳方法
2. 不连续体系凝胶电泳法
三种物理效应：样品浓缩效应、聚丙烯酰胺凝胶的分
子筛效应、电泳分离的电荷效应，大大改善分离效果。
应用：对大分子生化产品分离效率高，样器需求少
（微克级），适于蛋白质、脂、糖、核酸、肽类物质的
分离分析。
第三节 聚丙烯酰胺凝胶电泳
三、电泳方法
二、电泳分离法的分类
2. 按有无固体支持物
分离科学中比较重要、常见的电泳技术： 聚丙烯酰胺凝胶电泳 毛细管电泳
第三节 聚丙烯酰胺凝胶电泳
一、概述
早期电泳技术，溶液中进行 自由溶液界面电泳。缺
点：存在对流和扩散，分离效果差。
固体支持物上进行电泳，聚丙烯酰胺凝胶 聚丙烯酰
胺凝胶电泳。优点：有效降低对流和扩散，改善分离效 果，区带分离更清楚，应用广泛。
第三节 聚丙烯酰胺凝胶电泳
三、电泳方法
2. 不连续体系凝胶电泳法
如电泳分离血清蛋白： 电极缓冲液 Tris-甘氨酸缓冲液，样品凝胶和浓缩凝 胶中缓冲液 Tris-HCl，则离子迁移率 Cl > 蛋白质样品离子 > 甘氨酸离子
三、电泳方法 2. 不连续体系凝胶电泳法
如电泳分离血清蛋白：
Cl > 蛋白质样品离子 > 甘氨酸离子
第二节 电泳分离的基本原理和分类
一、电泳分离的基本原理
带电粒子在电场中以速度 v 移动时，所受电场力为：