[科普中国]-交变脉冲电场电泳

交变脉冲电场梯度凝胶电泳，交替采用两个垂直方向的不均匀电场，使DNA分子在凝胶中不断改变泳动方向，并依DNA分子粘弹性迟滞时间，将不同大小的大分子分开的电泳技术。此方法适用于分离分子量大于10的7次方道尔顿的DNA分子，如真核细胞的染色体DNA分子。

简介交变脉冲电场梯度凝胶电泳，交替采用两个垂直方向的不均匀电场，使DNA分子在凝胶中不断改变泳动方向，并依DNA分子粘弹性迟滞时间，将不同大小的大分子分开的电泳技术。此方法适用于分离分子量大于107道尔顿的DNA分子，如真核细胞的染色体DNA分子。1

电泳电泳(electrophoresis)在电场力作用下，带电粒子在流体中移动的现象。应用这一现象分离、鉴定或制备氨基酸、蛋白质、核酸、无机离子、病毒颗粒以及活细胞的方法，称电泳技术。电泳技术广泛应用于生物化学工业、临床医学检验、分子生物学、农业育种和作物、畜禽代谢研究。1

发展1807年俄国物理学家鲁斯(F.F.Reuss)观察到电泳现象。1897年柯赫劳什(F.Kochlausch)推导出了电场中离子移动的理论公式。早期研究人员用阳离子电泳表示带电胶体粒子的移动。用离子电泳表示小分子在电场中的移动。1909年米切利斯(L.Michaelis)第一次使用electrophoresis表示电泳。

1937年蒂塞利乌斯(A.Tiselius)建立了移动界面电泳，成功地将血清蛋白质分成5个主要成分，他获得了1948年诺贝尔化学奖。20世纪50年代以后，纸上电泳和聚丙烯酰胺凝胶电泳在生物学研究中普遍使用。电泳技术和免疫技术结合建立起来的免疫电泳大大推进了免疫学的发展。等电点聚焦技术使电泳分辨率大幅度提高。70年代建立了双向电泳技术，使分子生物学研究进入单个亚基的水平。80年代发明了交变脉冲电场梯度凝胶电泳技术，使真核细胞的染色体DNA分子更好地分离。1

原理原理溶液中的粒子由于本身的电离或吸附液体中的某种离子，或粒子表面吸附的液体分子产生电离，从而成为带电粒子。不同物质由于带电性质不同，在电场中移动的方向和速度也不同，常用电泳迁移率(又称泳动度)表示不同性状的带电粒子在同一电场中的泳动速度。电泳迁移率是指带电粒子在单位电场强度下的泳动速度。迁移率的大小由粒子的净电荷、大小和形状，以及粒子泳动时受到的液体阻力，粒子水化程度和解离趋势所决定。1

影响粒子泳动速度除受本身性质影响外，还受其它外界因素影响。主要有：（1）电场强度越高，带电粒子泳动越快（2）溶液pH值距粒子等电点pH值越远，粒子所带净电荷越多，泳动速度也越快（3）溶液的离子强度越高，粒子泳动速度越慢，电泳产热多，电泳系统升温快（4）温度升高使迁移率和自由扩散增加，介质粘度降低，甚至使生物活性样品变性。此外，溶液的介电性质和化学性质、粘度和极性分子的多少，以及支持物的吸附作用和不均一性、离子交换能力、电渗现象、虹吸作用、蒸发作用等都会影响电泳过程。1

本词条内容贡献者为:

胡芳碧 - 副教授 - 西南大学