電泳

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DNA分離用的電泳槽
DNA分離用電泳槽電源
電泳作用

電泳是空間勻強電場作用下,分散粒子在流體中發生移動的現象。由於各物質的遷移速率有差別,故電泳是分離物質的常用方法。它又可分為:

示例實驗[編輯]

在盛有紅褐色Fe(OH)3膠體的U形管的兩個管口,各插入一個電極。從兩個電極通直流電後,觀察現象可見陰極附近的紅褐色逐漸變深,陽極附近的紅褐色逐漸變淺。這表明在有電場作用的情況下,膠體粒子帶正電荷,在電場作用下向陰極移動。這就是電泳現象[1]

電泳原理[編輯]

膠體能發生電泳現象,是因為膠體粒子帶有電荷,一般來說,是由於膠體粒子具有相對較大的表面積,能吸附離子的原因引起的。有的膠體粒子帶正電,有的帶負電,一般來說,金屬氫氧化物、金屬氧化物的膠體粒子帶正電;非金屬氧化物、金屬硫化物的膠體粒子帶負電荷[1]。 利用不同物質分子表面所帶有的不均勻電荷而形成的偶極矩強度的不同,使得分子對於外加電荷和移動介質的吸引力各有所差異,導致在移動介質中的運動速度不同。利用此點,我們可以將不同大小片段的DNA分離。

膠體[編輯]

電泳實驗中使用聚丙烯醯胺作為膠體,其中膠體含有HCl做為緩衝溶液。膠體分為兩層,下方較寬的稱為分離膠體(resolving gel/separating gel/running gel),pH為8.8;上方較窄的稱為集膠膠體(stacking gel),pH為6.8。

集膠膠體之所以會得到這個名字,是因為它會使樣本蛋白質在分離膠體上層被壓縮成一個扁盤,從而統一蛋白質進入分離膠體的時機。因為焦集膠體的聚丙烯醯胺濃度較低(~5%),所以不論大小分子都可以快速通過,而能聚集在分離膠體的前緣。當進入分離膠體後,因為聚丙烯醯胺濃度提高很多(12%, 14%, 甚至更高),使分子前進的速度受其大小所影響,而開始分離。[2]

壓縮原理[編輯]

注入電泳槽的樣本會由負電離子帶著游過膠體,通常使用pH8.3的甘氨酸和HCl製成的膠體作為攜帶媒介。pH8.3時僅10%的甘氨酸帶負電,因此蛋白質樣本由Cl-帶著進入集膠膠體。與蛋白質連接的Cl-帶頭朝下,疊在集膠膠體底部,被SDS包圍的蛋白質殿後,最上面的是帶正電的甘氨酸;這樣的組合會使蛋白質被像三明治般夾起來,壓縮成較小體積。[3]

應用[編輯]

電泳現象是膠體的重要特徵,有廣泛的應用價值。例如,生物化學中常用電泳來分離各種胺基酸和蛋白質;醫學上利用血清在紙上電泳進行某些疾病的診斷;電泳電鍍則是利用電泳將油漆、乳膠、橡膠等粒子均勻地沉積在鍍件上[4]

資料來源[編輯]

  1. ^ 1.0 1.1 《全日制普通高級中學教科書(必修加選修)——化學(第三冊)》 人民教育出版社化學室 編著 第19頁
  2. ^ 請問蛋白質在stacking gel中之壓縮原理. [2017-09-05]. 
  3. ^ Proteomics, Creative. 1D SDS-PAGE Analysis Offered by Creative Proteomics. Creative Proteomics. [2017-09-05] (英語). 
  4. ^ 《全日制普通高級中學教科書(必修加選修)——化學(第三冊)》 人民教育出版社化學室 編著 第20頁

參見[編輯]