2电泳的基本原理 21带电颗粒 溶液中任何物质由于其本身的解离或表面吸附其它带电 质点而带电,在电场中就会发生迁移,移动方向取决于它 们的带电符号。 NaCl→Na++Cl 生物大分子如蛋白质、核酸、多糖等常以颗粒分散在溶 液中,它们的净电荷取决于溶液终的H浓度
2电泳的基本原理 2.1带电颗粒 溶液中任何物质由于其本身的解离或表面吸附其它带电 质点而带电，在电场中就会发生迁移，移动方向取决于它 们的带电符号。 NaCl → Na+ + Cl – 生物大分子如蛋白质、核酸、多糖等常以颗粒分散在溶 液中，它们的净电荷取决于溶液终的H+浓度
22电泳迁移率( mobility) 如果把生物大分子的胶体溶液放在没有干扰的电场中, 使带电颗粒具有恒定迁移率的驱动力来自于颗粒上的有效 电荷Q和电位梯度E,即: F=OE 带电颗粒在迁移中同时受到来自于介质的摩擦力F,对 于球形颗粒来说,在自由溶液中此阻力服从 Stock定律: F=rnv 这里v是在介质粘度为n的溶液中,半径为r的带电颗粒 的移动速度。但在凝胶中,这种阻力并不完全符合 Stocks 定律。F还取决于介质中的其它因素如凝胶厚度、颗粒大 小和介质的内渗等
2.2电泳迁移率(mobility) 如果把生物大分子的胶体溶液放在没有干扰的电场中， 使带电颗粒具有恒定迁移率的驱动力来自于颗粒上的有效 电荷Q和电位梯度E，即： F = QE (1) 带电颗粒在迁移中同时受到来自于介质的摩擦力F’，对 于球形颗粒来说，在自由溶液中此阻力服从Stock定律： F’ = 6π r η v (2) 这里v是在介质粘度为η的溶液中，半径为r的带电颗粒 的移动速度。但在凝胶中，这种阻力并不完全符合Stocks 定律。F’还取决于介质中的其它因素如凝胶厚度、颗粒大 小和介质的内渗等
当带电颗粒达到稳态运动时,F=F,由(1)、(2)式推导出 O (3) E 6πrn 不同的带电颗粒在同一电场中运动速度不同,其泳动速 度用迁移率(或称泳动度)m来表示,定义为在电位梯度 E(Vcm)的影响下,颗粒在时间t(s)中迁移距离d(cm),即 在单位电场强度(1Vcm)时的泳动速度 E tE
当带电颗粒达到稳态运动时，F=F’，由(1)、(2)式推导出： v Q ——— = ———— （3） E 6πr η 不同的带电颗粒在同一电场中运动速度不同，其泳动速 度用迁移率（或称泳动度）m来表示，定义为在电位梯度 E(V/cm)的影响下，颗粒在时间t(s)中迁移距离d(cm)，即 在单位电场强度(1 V/cm)时的泳动速度： v d m = —— = ——— (4) E t·E
将(3代入(4),得到 m 6πr 由上式可看出电泳迁移率与球形分子、介质粘度、颗粒 所带电荷有关。在确定的条件下,某物质的迁移率为常数 ,是该物质的物化特性常数。从(4)式可以导出迁移率的单 位是cm2sV-l
将(3)代入(4)，得到 Q m = ———— (5) 6πr 由上式可看出电泳迁移率与球形分子、介质粘度、颗粒 所带电荷有关。在确定的条件下，某物质的迁移率为常数 ，是该物质的物化特性常数。从(4)式可以导出迁移率的单 位是cm2·s-1·V-1
23带电颗粒的移动速度v与电位梯度E、电流密度J和导 电性K的关系 如果在同样实验条件下对某蛋白溶液做两个电泳试验, 个试验用两倍的时间一倍的电压,另一个试验用一倍的 时间两倍的电压,从理论上讲,这两个试验中蛋白质的迁 移距离应该是相等的。但是实际上只能是大致相等,原因 是在电泳过程中还有其他因素的干扰,如在增加电压的同 时也增加了热效应。移动的速度决定于其分子的形状、相 对分子质量的大小、分子带电性质及数目,还与分离介质 的阻力、溶液粘度及电场强度等因素有关
2.3带电颗粒的移动速度v与电位梯度E、电流密度J和导 电性K的关系 如果在同样实验条件下对某蛋白溶液做两个电泳试验， 一个试验用两倍的时间一倍的电压，另一个试验用一倍的 时间两倍的电压，从理论上讲，这两个试验中蛋白质的迁 移距离应该是相等的。但是实际上只能是大致相等，原因 是在电泳过程中还有其他因素的干扰，如在增加电压的同 时也增加了热效应。移动的速度决定于其分子的形状、相 对分子质量的大小、分子带电性质及数目，还与分离介质 的阻力、溶液粘度及电场强度等因素有关