电泳有什么作用?
在生物化学、微生物学等研究中,经常需要检测细菌或细胞膜的流动性。以往测量膜的流动性多采用单层磷脂分子膜的微滤膜技术。由于细胞和细菌膜是由多层磷脂分子组成的复杂结构,因此用该方法所得的结果并不能反映真实的情况。1987年,美国Berkley国立化学研究所的R.L.Moose等首次应用电泳技术研究细胞膜的流动状态。近年来,随着电子技术的飞速发展,电泳技术已在生物学领域的多个学科中展现出广阔的应用前景。
电泳是利用带电荷颗粒(带电离子或有机阳离子)在一定电压作用下,沿着介质迁移的现象。根据移动的电荷性质的不同可以分为离子电泳及有机阴离子电泳;按其迁移速度与颗粒浓度关系的大小可分为恒速电泳和超速电泳。本文主要介绍离子电泳的原理及其在生命科学中的应用。
离子电泳是根据蛋白质所带电荷的性质进行分离的一类电泳方法。它可以通过控制溶液的导电性能来改变迁移速率,进而达到分离开蛋白的目的。离子电泳常用于分离蛋白混合物以及鉴定蛋白分子的特性。
常用的离子电泳法有垂直板电泳、聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)和大孔径硅胶基质电泳等。
2.1 垂直板电泳 又称为凝胶电泳,是通过控制凝胶中电流的频率和强度来实现对特定离子或阴离子的分离。根据所使用的凝胶类型不同,又可以分为琼脂糖凝胶电泳和聚丙烯酰胺凝胶电泳。
① 琼脂糖凝胶电泳是将含有样品的溶液滴加到琼脂糖凝胶毛细管中,通过垂直电位差使样品中带电荷的组分迁移,再通过检测器检测。琼脂糖是一种高分子多糖,由于其带有正电荷的阳离子交换特性,可以用作分析溶液中阳离子含量的指示剂。通常以琼脂糖凝胶电泳的方法来检测样品中的钙、镁、钾、氮等金属阳离子,或者核酸、脱氧核苷酸等有机阳离子。
② PAGE是通过聚合丙烯酰胺凝胶实现分离的,具有分辨率高、重复性好的特点,已广泛用于蛋白质、肽类等生物大分子的分离纯化。通常使用水平板电泳槽进行电泳。
2.2 大孔径硅胶基质电泳 是将含有样品的溶液注入预先涂布好硅胶的玻璃管中,加入显色剂后,在紫外光灯下观察染色情况。如果各峰的亮度与面积符合比列关系,则证明样本中各组分的含量是正常的。反之,则说明可能存在含量上的异常。
此方法操作简单,灵敏度高,可用于蛋白质、氨基酸、糖类等物质的检测。