一、基本知識和種類
 

　　電泳是指帶粒子在電場中向與自身帶相反電荷的電極移動的現象。例如蛋白質具有兩性電離性質。當蛋白質溶液的pH在蛋白質等電點的堿側時，該蛋白質帶負電荷，在電場中向正極移動，相反則帶正電荷，在電場中向負極移動，只有蛋白質溶液pH在蛋白質的等電點時靜電荷是零，在電場中不向任何一極移動。
 

　　電泳現象早在1890年就被發現，1907年有人曾在瓊脂中電泳，研究白喉毒素。1937年由Tiselius制成界面電泳儀，并開始用于蛋白質的研究。從此，人們才逐漸認識到電泳技術對于生物科學研究是一種重要工具。然而，界面電泳結構復雜，價格昂貴難于普及。1940年左右，以紙為支持物的電泳問世后，電泳技術得到迅速發展。
 

　　電泳技術以支持物分，可分為：紙電泳，醋酸纖維素薄膜電泳，淀粉凝膠電泳，瓊脂(糖)凝膠電泳及聚丙烯酰胺凝膠電泳等。經凝膠形狀分有水平平板電泳，園盤柱狀電泳及垂直平板電泳。各種類型的電泳技術概括如表。
 

　　各類電泳技術已經廣泛地用于基礎理論研究，臨床診斷及工業制造等方面。例如用醋酸纖維薄膜電泳分析血清蛋白；用瓊脂對流免疫電泳分析病人血清，為早期診斷原發性肝癌提供資料；用高壓電泳分離肽段，研究蛋白質一級結構；用高壓電泳和層析結合研究核酸的一級結構。凝膠龜泳技術在分離分析酶。蛋白質，核酸等生物大分子方面具有較高的分辯力，為生物化學，分子生物學的發展作出了重大貢獻。
 

　　二、影響電泳的因素

 

　　不同的帶電顆粒在同一電場中泳動的速度不同。常用泳動度(或遷移率)來表示。泳動度是指帶電顆粒在單位電場強度下泳的速度。
 

　　影響泳動度的主要因素有：
 

　　1、首先決定于帶顆粒的性質，即顆粒所帶凈電荷的數量，大小及形狀
 

　　一般說來，顆粒帶凈電荷多，直徑小而接近于球形，則在電場中泳動速度快，反之則慢。泳動度還與分子的形狀，介質粘度，顆粒所帶電荷有關，泳動度與顆表面電荷成正比，與介質粘度及顆粒半徑反比。帶電荷的高分子在電解質溶液中把一些帶有相反電荷的離子吸引在其周圍，形成一離子擴散層。加以電場時，顆粒向符號相反的電極移動即帶陽電荷顆粒移向負極，帶陰電荷顆粒移向正移；離子擴散層由于帶有過剩的與顆粒符號相反的電荷，可以向相反方向移動。結果顆粒與離子擴散之間的靜電 引力使顆粒的泳動度減慢，另外，高分了顆粒表面有一層水，在電場影響下，它與顆 粒一起移動，可以認為是顆粒的一部分。
 

　　2、電場強度
 

　　電場強度也稱電位梯度，是指單位長度(每一厘米)支持物體上的電位降，它對泳動度起著十分重要的作用。例如紙電泳。測量25厘米長紙條兩端電壓為250伏特，則電場強度為250伏特/25厘米=10伏特/厘米。
 

　　一般，電場強度越高，帶電顆粒移動速度越快。根據電場強度大小，可將電泳分為常壓電泳和高壓電泳，前者的電壓在100-500伏特，電場強度一般是2-10伏特/厘米；后者電壓可高達500-1000伏特，電場強度在200-2000伏特/厘米。常壓電泳分離 時間需數小時至數天，高壓電泳時間短，有時僅幾分鐘即可，高壓電泳主要用于分離氨基酸，肽，核苷酸，由于電壓升高，電壓也隨之增大，故需冷卻裝置。
 

　　3、溶液的pH值
 

　　溶液的pH值決定了帶電顆粒解離的程度，也決定了物質所帶凈電荷的多少，對于蛋白質，氨基酸等兩性電解質而言，溶液pH值離電點越遠，顆粒所帶凈電荷越多；電泳速度越快；反之則越慢。例如血清中幾種主要蛋白質的等電點各不相同，白蛋白等電點是4.0。α2球蛋白等電點是5.06，β球蛋白等電點是5.1，γ球蛋白等電點是7.1。當在pH8.6的電泳緩沖液中電泳時，這些蛋白質都帶負電荷，它們的泳動速度是白蛋 白< α2球蛋白>β球蛋白>γ球蛋白。因此，當要分離一種蛋白質混合物時，應選擇 一種能擴大各種蛋白質所帶電荷量差異的pH值，以利于各種蛋白質分子的解離。同 時，為保持電泳過程中溶液pH恒定也須使用緩沖液。
 

　　4、溶液的離子強度
 

　　溶液的離子強度是另一個重要選擇的條件，在保持足夠緩沖能力前提下，離子強 度要最小。溶液的離子強度越高，帶電顆粒泳動速度越慢，反之越快。濃度大的緩沖液在合適電壓下，有較低的電阻和較大的電流，產熱較高。如果這種額外的熱可以驅散，高濃度的緩沖液擴散常數較低，可以產生較窄細的電泳區帶。離子強度很高時要用低電壓，避免過多產熱，這樣又導致長的電泳時間，以致增加變性和區帶分離困難。
 

　　5、電滲作用
 

　　在支持物的電泳中，影響電泳的另一個重要因素是電滲作用。所謂電滲就是指在電場中液體對固體支持物的相對移動，例如在pH8.6時，血清蛋白質進行紙電泳時，γ球蛋白與其他蛋白質一樣帶負電荷，應該向正極移動，然而它卻向負極方向移動，這就是電滲作用的結果。濾紙的纖維間具有大量孔隙帶有負電荷，如一束毛細管，進行電泳時蛋白質通過這些孔隙向前移動。紙的孔隙帶有負電荷，與帶電顆粒一樣可以吸引正離子，因此介質沿管壁相對地帶的較多的正電荷。在電場中，帶負電荷的蛋白質向正極移動，而介質卻向反向陰極移動，從而對蛋白質顆粒的泳動起阻礙作用。由于γ球蛋白分子顆粒大，凈電荷較少，移動速度慢，電滲作用大于顆粒向前泳動的力，結果γ球蛋白向后退。而其他血清蛋白質，因分子較小，凈電荷較多，電滲作用 小于分子向前移動的力，因此分子向前移。所以，血清蛋白質電泳后球蛋白反而在點樣位置之后。