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笫八局部聚丙烯酰***凝胶电泳
一、电泳的原理
电泳(electrophoresis)是指带电颗粒在电场中向着与其本身所带电荷相反的电极移动的现象。在生物化学与分子生物学中，主要是根据生电颗粒所受的力为F＝QE。同时此颗粒的移动受到方向相反的摩擦力F1＝f v的阻碍，f代表摩擦系数，v代表速度。当这两种力相等时，颗粒以速度v向前迁移(图2)。即
QE＝f v………………………………………………………………………(1)
F′=fv
F =QE
Q
H
v
+
_
v＝QE/f………………………………………………………………………(2)
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图2 带电颗粒在电场中迁移的受力情况
 
摩擦系数f和扩散系数D的关系为
f＝KT/D………………………………………………………………………(3)
其中K为布氏常数，T为绝对温度，因此可以从颗粒的扩散系数求出。
根据Stoke定律，一球形分子在溶液中泳动所受的阻力
F1＝6πrηV…………………………………………………………………(4)
r为颗粒半径，η为介质粘度，v为泳动速度。
(4)式同F1 ＝ f V式比拟可得：
f＝6πrη……………………………………………………………………(5)
(5)式代入(2)式得：
V＝QE/6πrη……………………………………………………………… (6)
由(6)式可知，带电颗粒在电场中的电泳速度v与其所带电荷Q，电场强度E成正比，与颗粒半径r大小，液体粘度系数η成反比。即在同一电场同一介质中的颗粒，如带电荷数不同或颗粒大小不同, 如此各自电泳速度不同，因而电泳能使各颗粒分开。
2．迁移率
颗粒在电场中移动的快慢一般不用电泳速度来表示。因为同一颗粒在不同电场中其电泳速度是不同的，由(2)式或(4)式可见速度是电场强度的函数，V ＝ f(E),用v不能反映颗粒本身的特性。因此，颗粒移动快慢通常用迁移率μ或m来表示。泳动度为带电颗粒在单位电场强度下的电泳速度。即:
μ＝v/E＝(d/t)/(V/l) ＝dl/Vt(cm2·v-1·s-1) ……………………………(7)
d为颗粒泳动距离(cm),l为支持物的有效长度(cm),V为加在支持物两端的实际电压(v), t为通电时间(s)(6)式代入(7):
μ＝Q/6πrη……………………………………………………………………(8)
由(8)式可见，迁移率与带电颗的带电荷数，半径、介质粘度有关，而与电场强度无关。所以说，在确定条件下，某物质的迁移率为常数，是该物质的物化特性常数。
3．有效迁移率
由迁移率的定义式μ＝v/E 可得
v ＝μ E…………………………………………………………………………(9)
即电泳速度与迁移率和电场强度成正比。由于电解质在溶液中不同程度的电离对离子迁移速度影响较大，因此，在实际电泳过程中，离子在电场力作用下电流速度是由下式决定的。
v ＝αμE………………………………………………………………………(10)
式中α是电离度，μ是离子迁移率，αμ称为有效迁移率。显然，带电颗粒的有效迁移率大，其电泳速度也就大。离子有效迁移率在讨论聚丙烯酰***凝胶电泳时是一个很有用的物理量。因为在粗孔胶中为了保证蛋白质p夹在先行离子Cl-和随后离子甘氨酸根G-之间使蛋白质样品浓缩、压成薄片就必须对粗孔胶设计一个缓冲体系，以使得它维持的PH值所造成的离子解离度，刚好满足如下关系，即
αC1- m C1- ＞αP- m P- ＞αG- m G-
这就是电场强度一样时离子在粗孔胶中实际迁移的顺序。式中的m就是离子迁移率u，之所以变更符号，其原因是它所用的单位常以10-5cm2·V-1·s-1为一个m 单位。当别离成分电泳到细孔胶后，由于要使蛋白质在这一别离胶中分开成区带，而不使甘氨酸根影响蛋白质的别离，因此需要设计另一个PH缓冲体系，使之满足
αC1- m C1-＞αG mG＞αP- m P-这时随后离子一跃而起超过各种蛋白质。
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(二)影响电泳的外界因素
电泳速度除受颗粒本身的性质如带电性，直径大小等影响外，还受其他外界因素的影响。
1.  电场
(1)             电场强度(电势梯度)
电场强度是指单位长度上的电压降(v/cm)。由(2)式见，电场强度E对泳动速度起着十分重要的作用，电场强度越大，电泳速度越快，单位时间内颗粒迁移的距离就越大，电泳时间就可缩短。根据电场强度的大小可将电泳分为二类：常压电泳(100～500v)与高压电泳(