| 单词 | 电冰 |
| 释义 | 【电冰】 拼译：electrophoresis 电泳法是利用各种带电粒子在直流电场中迁移的差别来进行分离的方法。它不仅是一种现象，也是一种有效的制备和分析方法。带电粒子可以是小的离子，也可以是生物大分子，如蛋白质、核酸、病毒粒子、细胞器、细胞等。它们在电场中迁移的特性取决于粒子的形状和大小、所带电荷的性质和数目、介质的阻力以及电场的强度。 电泳现象作为一种分离分析方法是1937年瑞典科学家梯塞列斯(Tiselius)建立“移界电泳法”(moving boundary electrophoresis)后才不断得到发展的。他成功地用移界电泳法将血清蛋白分成5种主要成分，即清蛋白、α1－、α2－、β－和γ－球蛋白。他设计的世界上第1台“自由电泳仪”使人们对血清蛋白的了解前进了一大步，他也因此在1948年荣获诺贝尔奖金。由于自由溶液受热后发生密度变化，产生对流，使区带扰乱，分辨率不高。为了提高分辨率，主要着眼于消除欧姆热和寻找电渗低的介质，改进加样方法，使区带变窄。为了消除热，使电泳层尽可能薄，并采用各种方法冷却凝胶。聚丙烯酰胺是理想的低电渗介质。通过改变凝胶浓度可在电泳过程中引入一个新的分离因素，即分子筛效应，从而提高分辨率。琼脂糖凝胶虽然稍逊于聚丙烯酰胺，但仍然不失为大分子电泳分离的介质，而且特别适合于免疫电泳。为了进一步提高分辨率，人们又改进了各种电泳方法。例如利用在两种不连续缓冲液界面上样品会发生浓缩的原理，建立了不连续电泳方法和仪器。将凝胶制成浓度梯度胶，扩大分子筛效应，称为梯度凝胶电泳。在凝胶中添加SDS或其他去污剂，可将蛋白质拆分成亚单位，这种方法常用于测定蛋白质亚基分子量，这是生物化学研究中不可缺少的数据。根据分子量的不同可以用来诊断疾病，如肾脏疾病。利用凝胶中的H+浓度梯度使各种蛋白质按等电点浓集在各自的等电点位置来进行分离的方法，称为等电聚焦电泳，具有很高的分辨率。使用载体两性电解质H+浓度梯度分辨率可达H+10－3mol／L浓度，使用固相H+浓度梯度可达H+浓度10－4mol／L。因此，使用等电聚焦技术可以分辨只有微小差别的蛋白质和同工酶，在医学上可以用于诊断疾病，如利用血红蛋白A1c电泳带的含量诊断糖尿病；利用乳酸脱氢酶同工酶的变化作癌的早期诊断；利用磷酸肌酸激酶诊断心血管疾病；在法医学上可以利用葡萄糖磷酸变位酶、酸性磷酸酶同工酶等来鉴别分型；在食品分析中，可以利用食品的蛋白谱或酶谱的差别鉴定、分析品种及质量，并确定其新鲜程度；在农业上可以借助于等电聚焦带进行品种鉴定，并为定向培育优良品种提供依据。将不同原理的凝胶电泳作二维组合就成为各种形式的双向电泳。如等电聚焦－免疫电泳、等电聚焦－等速电泳、等电聚焦－常规凝胶电泳(滴定曲线)等。滴定曲线用于测定等电点和蛋白质的带电性质，可为层析分离提供依据。将一样品进行等电聚焦后，再在90°方向进行SDS电泳分离，是双向电泳最常用的方式。其分辨率极高，对了解基因表达产物、蛋白酶解图谱等工作提供极为丰富的信息，也可以用于解决医学上的一些疑难病症以及探求发病机制等。基于抗原的电泳迁移率以及与抗体的专一性免疫沉淀的琼脂糖免疫电泳，可以在临床和基础研究中作为抗原和抗体的免疫学研究的重要手段。如用火箭电泳来诊断肝癌，用免疫电泳鉴定一些生物制品的纯度，在农业上用免疫电泳鉴别杂交优势等等。电泳转移是利用各种吸附的办法将DNA、RNA或蛋白质电泳后的区带吸附到硝酸纤维素膜上或其它处理过的膜或纸上，等于将一次电泳的结果拷贝成几份，再各自进行蛋白质、同工酶染色、放射自显影、免疫检测等，甚至作制备性洗脱。这是一种高效率的方法，是在一个缓冲液槽中放几个夹子，或直接在石墨电极之间铺以凝胶、转移用的膜和滤纸。为了增加转移效率，在阳极和阴极之间通以较大的电流，以使电泳后凝胶上的区带转移到膜上。核酸电泳在遗传工程研究中占有极重要的地位。利用各种核酸电泳，可以分离分析核酸片断以及核酸分子中的碱基排列，从而对医学和农业的一些研究课题如分子病的探讨、基因重组的实践应用等作出贡献。电泳仪是生化实验室常用的小型仪器，种类很多。随着技术的不断发展，电泳仪器的分析对象也越来越专一化。按形式可分为垂直型的和水平型的；按分析对象可分为蛋白质分析用的、核酸分析用的、细胞分析用的；按功能可分为制备型的、分析型的、转移型的、浓缩型的等。从垂直管型盘状电泳仪发展到垂直板状电泳仪，再发展到半自动和全自动水平平板电泳仪，其分辨率越来越高，操作越来越简单，电泳时间越来越短，功能越来越多。用于分离DNA和RNA片断的潜水电泳仪，是一种桥式水平琼脂糖电泳仪。用于测定核酸序列的垂直板型电泳仪，增加凝胶板的长度可以提高分辨率。脉冲电场凝胶电泳对大到900万碱基对的DNA片断也能得到高分辨率的分离。制备电泳仪具有分辨率高、分离量大、回收率高，并且不改变样品的物理化学性质和生物学性质等特点。与电泳仪器配套的有电源、循环恒温水浴、凝胶干燥器、透照仪、电泳浓缩器、光密度扫描仪等。电泳法已成为生物化学、免疫学、分子生物学实验室以及与这些基础学科密切有关的医学、农业、林业、牧业、渔业、制药业及某些工业分析中必不可少的技术。特别是作为20世纪80年代技术革命标志之一的生物工程，有许多环节都离不开各种类型的电泳分离技术。因此，电泳法必然会在基础生物科学的研究以及在国民经济的发展中发挥日益重要的作用。【参考文献】：1 Righetti P G．lsoellectric focusing：Theory methodology and applications Elsevier biomedical press，19832 何忠效，等．等电聚焦．北京：科学出版社，19853 何忠效，等．电泳．北京：科学出版社，1990(中国科学院生物物理所郭尧君研究员撰) |
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