電泳型別

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介紹

電泳型別的分類是指在將電能應用於任何物質過程中所涉及的過程。電泳來源於兩個希臘詞，elektron 意為琥珀，phoresis 意為承載的行為。1931 年，Arne Tiselius 首次開展了電泳研究。它是一種最初用於分離化學物質和分子分析的簡單方法。該過程的現代版本始於 21 世紀。

什麼是電泳？

電泳是一種用於分離 RNA、DNA 和蛋白質分子的方法和技術。整個過程基於分子的尺寸和電荷進行。為了分離分子，需要使用一種電電流和一種凝膠介質。

圖 1：電泳的應用

Bensaccount 在英文維基百科，SDS-PAGE 電泳，CC BY 3.0

電泳過程應用於許多領域，例如：

• 抗生素現在是幫助患者對抗疾病最常用的醫療輔助手段之一。電泳用於抗生素檢測。

• 電泳應用最廣泛的領域是 DNA 分析。

• 它有助於疫苗檢測。

• 電泳用於分析蛋白質和抗體。

電泳原理

電泳遵循特定的工作原理。帶電的大分子被放置在電場中，有助於將它們移動到正極和負極的方向。運動取決於大分子本身的帶電情況。例如，核酸是一種帶負電荷的顆粒，它傾向於向陽極方向移動。

圖 2：電泳的工作原理

有兩種型別的電泳過程可用，分別是：毛細管電泳和板電泳。在分離蛋白質的過程中，如果蛋白質本身帶負電，則它會移動到陽極，如果帶正電則會移動到陰極。科學家可以測量分子移動的距離，因為較小的分子比較大的分子移動得更快，並且可以使用對數來確定分子的尺寸。

電泳基於電磁學的基本方程工作，該方程提供了它的形式，可以表示為：

$$\mathrm{F = qE}$$

其中 F 是力，q 是電荷，E 是電場強度。

該方程簡單地意味著，當施加電場時，電荷越高的粒子具有越強的力。這意味著兩個質量相等的分子將在不同的電荷下同時移動。

電泳型別

現代的電泳過程有一個支撐介質，它有助於分離帶電的分子。它有兩個主要功能，一個是篩分分子，另一個是用於分離的吸附。下面列出了兩種型別的電泳方法：

毛細管電泳或 CE

此方法需要亞毫米直徑的毛細管以及微流體和奈米流體通道。這些分析物透過電解質溶液遷移，電解質溶液會影響並幫助根據離子的運動以及分配到另一相中來分離它們。

板電泳或 SE

此方法用於分離蛋白質。一次可以使用 1D 格式分析多個樣品。SE 比 CE 簡單得多，因為 CE 需要合適的儀器和設定，而 SE 則不需要任何特殊設定。

下面列出了一些其他型別的電泳：

• 凝膠電泳 - 它被認為是最常用的電泳方法。在此過程中，使用了三種凝膠，例如：澱粉、聚丙烯醯胺和瓊脂糖。

• 紙電泳 - 它是電泳最簡單的形式之一。此方法使用一種紙條。

• 區帶電泳 - 用於分析核酸、生物聚合物和蛋白質。

• 免疫電泳 - 此過程是電泳和免疫擴散的組合方法。

電泳程式

DNA 的電泳需要幾個步驟，例如：

• 製備樣品。

• 下一步是製備瓊脂糖 TAE 凝膠溶液。

• 凝膠澆鑄是最重要的步驟之一。

• 設定電泳槽。

• 下一步是凝膠上樣。

• 電泳過程開始。

• 觀察 DNA 並記錄。

• 最後一步是在紫外線下照射溴化乙錠染色的凝膠以拍照。

結論

電泳方法完全基於實驗室，被稱為膠體顆粒的運動。該過程中使用的凝膠具有孔隙，允許混合物中較小的分子比較大尺寸的分子移動得更快。該過程中使用的條件可以根據分離分子的要求進行調整。

常見問題

Q1. 電泳的基本原理是什麼？

A1. 電泳的原理是“帶電物質在支撐介質（可以是液體或凝膠）中遷移，這是在電場作用下發生的”。

Q2. 用於 DNA 的電泳方法是什麼？

A2. 在實驗室中，凝膠電泳用於 DNA。它有助於根據分子大小從 DNA、蛋白質或 RNA 的混合物中分離它們。這些方法需要電場才能進入小孔。

Q3. pH 在電泳中的重要性是什麼？

A3. pH 在電泳中很重要，因為如果被測物體的 pH 水平發生變化，則蛋白質的結構和電荷也會發生變化。它會影響整個過程，並且不會發生正確的分離。

Q4. 電泳和免疫電泳有什麼區別？

A4. 電泳是在電場作用下，帶電分子透過凝膠基質遷移的過程。另一方面，免疫電泳是一種方法，其中需要將蛋白質電泳和抗原-抗體結合起來以分離蛋白質混合物。