摘  要:

       电泳技术，是指在电场作用下带电颗粒在由于所带的电荷不同以及分子大小差异 而有不同的迁移行为从而彼此分离开来的一种实验技术。在生化分离领域，主要运用的电泳技术包括凝胶电泳，薄膜电泳，等电聚焦等。本文将着重介绍毛细管电泳和凝胶双向电泳的运用。

       关键词: 双向凝胶电泳，毛细管电泳，生化分离电泳方法的分类

       按分离原理，电泳分为如下四类[5]：（1）区带电泳：电泳过程中，不同的离子成分在均一的缓冲液体中分离成独立的区带，这是当前最广泛的电泳技术。(2) 移界电泳：是最早建立的电泳，它是在U型管中进行的，由于分离效果较差，已为其他电泳技术所取代。(3) 等速电泳：必需用电泳仪，当电泳达到平衡后，各区带相分成清晰的界面，并以等速移动。(4) 等电聚焦：由于具有不同等电点的两性电解质载体在电场中，自动形成pH梯度，使被分离物移动至各自等电点的pH处聚集形成很窄的区带，且分辨率较高。

       按有无固体支持物分为自由电泳和支持物电泳[6]。前者包括（1）显微电泳（也称细胞电泳），是在显微镜下观察细胞或细菌的电泳行为；（2）移界电泳；（3）柱电泳 (在层析柱中进行，可利用密度梯度的差別，使分离的区带不再混合，如再配合pH梯度则为等电聚焦柱电泳)；（4)自由流动幕电泳；（5)等速电泳。后者中支持物是多种多样的，也是目前应用最多的一种方法。其电泳过程可以是连续的或是不连续的可进行常压电泳、高压电泳、免疫电泳、等电聚焦电泳及等速电泳。根据支持物的特点又分为：1)无阻滯支持物，如滤纸、醋酸纤维薄膜、纤维素粉、淀粉、玻璃粉、凝胶颗粒等。2)高密度的凝胶，如淀粉凝胶、聚丙烯酰胺凝胶、琼脂或琼脂糖凝胶。  .

         3．电泳技术的应用  电泳技术主要用于分离各种有机物（如氨基酸、多肽、蛋白质、脂类、核苷酸、核酸等）和无机盐；也可用于分析某种物质纯度，还可用于分子量的测定。电泳技术与其他分离技术（如层析法）结合，可用于蛋白质结构的分析，“指纹法”就是电泳法与层析法的结合产物。用免疫原理测试电泳结果，提高了对蛋白质的鉴别能力。电泳与酶学技术结合发现了同工酶，对于酶的催化和调节功能有了深入的了解。所以电泳技术是生化分离领域中的重要研究技术。   3. 1  电泳技术的常用方法  3. 1. 1   纸电泳和醋酸纤维薄膜电泳[7]  纸电泳用于血清蛋白质分离已有相当长的历史，在实验室和临床检验中都曾经广泛应用。自从1957年Kohn首先将醋酸纤维薄膜用作电泳支持物以来，纸电泳已被醋酸纤维薄膜电泳所取代。因为后者具有比纸电泳电渗小、分离速率快、分离清晰、血清用量少以及操作简单等优点。

       醋酸纤维素是提纤维素的羟基乙酰化形成的纤维素醋酸酯。由该物质制成的薄膜称为醋酸纤维素薄膜。这种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，又因为膜的亲水性比较小，它所容纳的缓冲液也少，电泳时电流的大部分由样品传导，所以分离速度快，电泳时间短，样品用量少。 醋酸纤维素膜经过冰醋酸乙醇溶液或其它透明液处理后可使膜透明化有利于对电泳图谱的光吸收扫描测定和膜的长期保存。

        3. 1. 2   琼脂糖凝胶电泳[8]  琼脂经处理去除其中的果胶成分即为琼脂糖。由于琼脂糖中硫酸根含量较琼脂为少，电渗影响减弱，因而使分离效果显著提高。例如血清脂蛋白用琼脂凝胶电泳只能分出两条区带（α-脂蛋白、β-脂蛋白），而琼脂糖凝胶电泳可将血清脂蛋白分出三条区带（α-脂蛋白、前β-脂蛋白和β-脂蛋白）。所以琼脂糖为较理想的凝胶电泳的一种材料。琼脂糖凝胶孔径较大，对一般蛋白质不起分子筛作用，但适用于分离同工酶及其亚型，大分子核酸等应用较广。由于凝胶是透明的，因此可与免疫法技术结合进行免疫电泳和对流免疫电泳。 

       3. 1. 3   聚丙烯酰胺凝胶电泳[9]  聚丙烯酰胺凝胶(PAGE)是一种人工合成的凝胶，具有机械强度好、弹性大、透明、化学稳定性高、无电渗作用、设备简单、样品量小（1~100ug）、分辨率高等优点，并可通过控制单体浓度或单体与交联剂的比例，聚合成不同孔径大小的凝胶，可用于蛋白质、核酸等分子大小不同的物质的分离、定性和定量分析，还可结合解离剂十二烷基硫酸钠（SDS），以测定蛋白质亚基的相对分子质量，是目前分离分子的最好方法。其分离是以物质的物理差异，分子大小和净电荷为基础的，即分离除了利用物质所带电位的差别外，还具有分子筛的特殊作用，这种性质为分开电泳率很相近的大分子提供了简单有效的方法，例如用它进行血清蛋白质分离时，可以分离出几十个区带，分辨率很高，其它电泳方法则通常只能分离出5～6条区带。除此之外，多肽SDS- PA GE 和含尿素的多肽SDS- PA GE都是很好的分离小分子质量多肽(5～20 ku) 的电泳方法。  

       3. 1. 4   等电聚焦电泳技术（IEF）[10]  等电聚焦是60年代中期问世的一种利用有pH梯度的介质分离等电点不同的蛋白质的电泳技术。由于其分辨率可达0.01pH单位，因此特别适合于分离分子量相近而等电点不同的蛋白质组分。       在等电聚焦的电泳中，具有pH梯度的介质其分布是从阳极到阴极，pH值逐渐增大。如前所述，蛋白质分子具有两性解离及等电点的特征，这样在碱性区域蛋白质分子带负电荷向阳极移动，直至某一pH位点时失去电荷而停止移动，此处介质的pH恰好等于聚焦蛋白质分子的等电点（pl）。同理，位于酸性区域的蛋白质分子带正电荷向阴极移动，直到它们的等电点上聚焦为止。可见在该方法中，等电点是蛋白质组分的特性量度，将等电点不同的蛋白质混合物加入有pH梯度的凝胶介质中，在电场内经过一定时间后，各组分将分别聚焦在各自等电点相应的pH位置上，形成分离的蛋白质区带。

       总结

       运用电泳技术解决生化分离中的各种难题，已取得重大进展，双向凝胶电泳和毛细管电泳更是近年来研究的重点， 但是要应用于实际领域，还有很多问题尚待解决。就当前进展来看，今后的研究主要集中在以下两个方面： (1) 质谱技术、高敏感检测技术直接分析双向凝胶电泳结果， 实现分析自动化。当前，各种自动化电泳分析仪（如美国Helena 公司PEP/SPIEF 全自动电泳系统，法国Sebia 公司Hydrasys 全自动电泳技术等）多采用半干技术，检测灵敏度高，特异性强，重复性好，仅需1～2h就可获得清晰结果，且胶片干后可保存，目前还在推广中。(2) 以CE、HPLC - MS - MS 技术取代传统双向凝胶电泳，实现上样、分离、分析的完全自动化。因此，随着电泳技术的不断深入研究，其在生化分离过程的运用将日臻完善。

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