电泳技术的基本原理2

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1、电泳技术的基本原理带电物质在电场中向其所带电荷相反的电极移动的现象称电泳。电泳分离生物大分子的原理：由于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，在同一电场的作用下，它们泳动的方向和速度也不同。因此，在一定时间内各组分移动的距离不同，从而达到分离和鉴定的目的。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＝EQ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（r为质点半径，η为缓冲液的粘滞系数，ν为质点

2、移动速度）其他因素：缓冲液pH、离子强度I、支持介质的筛孔等。影响迁移率的因素★SDS-PAGE凝胶电泳★琼脂糖凝胶电泳SDS-PAGE凝胶电泳基本原理分类连续系统；不连续系统：浓缩效应，电荷效应。分离范围上样缓冲液常见问题及处理方法优缺点基本原理阴离子去污剂SDS破坏蛋白质分子之间及与其它物质分子之间的非共价键，使蛋白质变性而改变其原有的构象，并同蛋白质分子充分结合形成带负电荷的蛋白质-SDS复合物强还原剂巯基乙醇打开蛋白质分子内的二硫键使这种结合更加充分结合了SDS的蛋白质在水溶液中的形状类似于长

3、椭圆棒，不同的蛋白质-SDS复合物其椭圆棒的短轴长度恒定，而长轴的长度则与蛋白质分子量的大小成正比。这样的蛋白质-SDS复合物在电场作用下，其迁移率便不再受蛋白质原有的净电荷及形状等因素的影响，而主要取决于其分子量大小这一因素。根据这一特点，就可以将各蛋白组分按分子量大小分开。分类PAGE根据其有无浓缩效应，分为连续系统和不连续系统两大类.连续系统电泳体系中,缓冲液pH值及凝胶浓度相同，带电颗粒在电场作用下，主要靠电荷和分子筛效应。不连续系统不连续系统中由于缓冲液离子成分，pH，凝胶浓度及电位梯度的不

4、连续性，带电颗粒在电场中泳动不仅有电荷效应，分子筛效应，还具有浓缩效应，因而其分离条带清晰度及分辨率均较前者佳。浓缩胶浓缩胶的作用是有堆积作用，凝胶浓度较小，孔径较大，把较稀的样品加在浓缩胶上，经过大孔径凝胶的迁移作用而被浓缩至一个狭窄的区带。分离胶孔径较小,通过选择合适的凝胶浓度,可以使样品很好的分离.凝胶由两种不同的凝胶层组成。上层为浓缩胶，下层为分离胶。在上下电泳槽内充以Tris-甘氨酸缓冲液(pH8.3)，上层胶的缓冲液中加入PH=6.8的Tris-HCI,下层中的缓冲液中Tris-HCI的P

5、H=8.8。这样便形成了凝胶孔径和缓冲液pH值的不连续性。在浓缩胶中HCl几乎全部解离为Cl-，但只有极少部分甘氨酸解离为H2NCH2COO-。蛋白质的等电点一般在pH5左右，在此条件下其解离度在HCl和甘氨酸之间。当电泳系统通电后，这3种离子同向阳极移动。其有效泳动率依次为Cl-＞蛋白质＞H2NCH2COO-，故C1-称为快离子，而H2NCH2COO-称为慢离子。浓缩效应之一浓缩效应之二电泳开始后，快离子在前，在它后面形成离子浓度低的区域即低电导区。电导与电压梯度成反比，所以低电导区有较高的电压梯度

6、。这种高电压梯度使蛋白质和慢离子在快离子后面加速移动。在快离子和慢离子之间形成一个稳定而不断向阳极移动的界面。由于蛋白质的有效移动率恰好介于快慢离子之间，因此蛋白质离子就集聚在快慢离子之间被浓缩成一条狭窄带。这种浓缩效应可使蛋白质浓缩数百倍。样品进入分离胶后，慢离子甘氨酸全部解离为负离子，泳动速率加快，很快超过蛋白质，高电压梯度随即消失。此时蛋白质在均一的外加电场下泳动，但由于蛋白质分子所带的有效电荷不同，使得各种蛋白质的泳动速率不同而形成一条条区带。电荷效应之一电荷效应之二与SDS结合的蛋白质的构型

7、也发生变化，在水溶液中SDS-蛋白质复合物都具有相似的形状，使得SDS-PAGE电泳的泳动率不再受蛋白质原有电荷与形状的影响。因此，各种SDS-蛋白质复合物在电泳中不同的泳动率只反映了蛋白质分子量的不同。电荷效应之三在SDS-PAGE电泳中，由于SDS这种阴离子表面活性剂以一定比例和蛋白质结合成复合物，使蛋白质分子带负电荷，这种负电荷远远超过了蛋白质分子原有的电荷差别，从而降低或消除了蛋白质天然电荷的差别；此外，由多亚基组成的蛋白质和SDS结合后都解离成亚单位，这是因为SDS破坏了蛋白质氢键、疏水键等

8、非共价键。SDS聚丙烯酰胺凝胶的有效分离范围取决于用于灌胶的聚丙烯酰胺的浓度和交联度。在没有交联剂的情况下聚合的丙烯酰胺形成毫无价值的粘稠溶液，而经双丙烯酰胺交联后凝胶的刚性和抗张强度都有所增加，并形成SDS-蛋白质复合物必须通过的小孔。这些小孔的孔径随“双丙烯酰胺～丙烯酰胺”比率的增加而变小，比率接近1：20时孔径达到最小值。SDS聚丙烯酰胺凝胶大多按“双丙烯酰胺～丙烯酰胺”为1：29配制，试验表明它能分离大小相差只有3%的蛋白质。分离范围上样缓冲液之