高效毛细管电泳仪课件.ppt
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1、高效毛细管电泳仪高效毛细管电泳仪(high performance capillary electrophoresis,HPCE)主要内容主要内容电泳的基本原理电泳的基本原理电泳的影响因素电泳的影响因素毛细管电泳的基本结构毛细管电泳的基本结构毛细管电泳的分离模式毛细管电泳的分离模式毛细管电泳的临床应用毛细管电泳的临床应用一、电泳的定义一、电泳的定义电泳(电泳(electrophoresis,EP)是指带电荷是指带电荷的溶质或粒子在电场中向着与其本身所带电的溶质或粒子在电场中向着与其本身所带电荷相反的电极移动的现象。荷相反的电极移动的现象。利用电泳现象将多组分物质分离、分析的技利用电泳现象将多组
2、分物质分离、分析的技术叫做术叫做电泳技术(电泳技术(electrophoresis technique)二、电泳发展简史二、电泳发展简史1、1937年年 瑞典科学家瑞典科学家 A.Tiselius首先提出的,后首先提出的,后来来A.Tiselius又和他的同又和他的同事们一起第一次从人的血清事们一起第一次从人的血清中分离出白蛋白、中分离出白蛋白、球蛋白、球蛋白、球蛋白、球蛋白、球蛋白,由于球蛋白,由于A.Tiselius对电泳技木发展对电泳技木发展和应用的杰出贡献,使他成和应用的杰出贡献,使他成为为1948年诺贝尔化学奖的得年诺贝尔化学奖的得主主 2、1948年年Wieland和和Fische
3、r重新发展了以重新发展了以滤纸作为支持介质的电泳方法,对氨基酸的滤纸作为支持介质的电泳方法,对氨基酸的分离进行过研究。分离进行过研究。3、1959年年Raymond 和和Weintraub 利用人工利用人工合成的凝胶作为支持介质,创建了聚丙烯酰合成的凝胶作为支持介质,创建了聚丙烯酰胺凝胶电泳,极大地提高了电泳技术的分辨胺凝胶电泳,极大地提高了电泳技术的分辨率,开创了近代电泳的新时代。率,开创了近代电泳的新时代。4、1967年年 Hjerten最先提出在高电场强度,最先提出在高电场强度,直径为直径为3mm的毛细管中作自由溶液的区带电的毛细管中作自由溶液的区带电泳泳(CZE,capillary z
4、one electrophoresis)。三、电泳原理三、电泳原理物质分子在正常情况下一般不带电,即所带物质分子在正常情况下一般不带电,即所带正负电 荷 量 相 等 故 不 显 示 带 电 性。但 是 在 一正负电 荷 量 相 等 故 不 显 示 带 电 性。但 是 在 一定的物 理 作 用 或 化 学 反 应 条 件 下,某 些 物 质定的物 理 作 用 或 化 学 反 应 条 件 下,某 些 物 质分子会 成 为 带 电 的 离 子(或 粒 子),不 同 的分子会 成 为 带 电 的 离 子(或 粒 子),不 同 的物质,由 于 其物质,由 于 其 带 电 性 质带 电 性 质、颗 粒 形
5、 状颗 粒 形 状 和和 大 小大 小 不不同,因而在一定的电场中它们的移动方向和移动速同,因而在一定的电场中它们的移动方向和移动速度也不同,因此可使它们分离。度也不同,因此可使它们分离。合并上面两式:合并上面两式:设有设有A和和B两种带电粒子,它们能否在电场中电泳分两种带电粒子,它们能否在电场中电泳分离,可由它们的移动距离的差值来判断,设离,可由它们的移动距离的差值来判断,设A和和B的的电泳移动距离分别为电泳移动距离分别为 和和 ,两物质移动的距离差为:两物质移动的距离差为:由此可知,物质由此可知,物质A和和B能否分离,决定于两者的迁移能否分离,决定于两者的迁移率。率。UtdLLUtdEvu
6、/AdLUtudAABdLUtudBBLUtuudddBABA四、影响电泳的因素四、影响电泳的因素电场强度电场强度:电场强度越大,带电粒子泳动越快:电场强度越大,带电粒子泳动越快溶液的溶液的pH值值:pH值离等电点愈远,粒子所带静电荷值离等电点愈远,粒子所带静电荷越多,电泳速度愈快。越多,电泳速度愈快。等电点等电点(isoelectric point,pI):当溶液的酸碱度处当溶液的酸碱度处于某一特定于某一特定pH值时,它将带有相同数量的正负电荷,值时,它将带有相同数量的正负电荷,致使蛋白质分子在电场中不会移动,此特定的致使蛋白质分子在电场中不会移动,此特定的pH值值被称为被称为。溶液离子强度
7、溶液离子强度:强度愈高,电泳速度愈慢。适宜强:强度愈高,电泳速度愈慢。适宜强度度0.020.20mol/kg.四、影响电泳的因素四、影响电泳的因素电渗电渗:液体相对于固体支持物的移动。泳动方向:液体相对于固体支持物的移动。泳动方向与电渗方向一致时,则加快泳动速度;当颗粒的与电渗方向一致时,则加快泳动速度;当颗粒的泳动方向与电渗方向相反时,则降低颗粒的泳动泳动方向与电渗方向相反时,则降低颗粒的泳动速度。速度。温度温度:温度每升高:温度每升高10c,迁移率增加迁移率增加2.4%迁移率:迁移率:五、常用的电泳方法五、常用的电泳方法纸电泳纸电泳:用滤纸作为支持载体的电泳方法:用滤纸作为支持载体的电泳方
8、法醋酸纤维素薄膜电泳醋酸纤维素薄膜电泳:纤维素的羟基乙酰化:纤维素的羟基乙酰化形成的纤维素醋酸酯制成的薄膜作支持载体形成的纤维素醋酸酯制成的薄膜作支持载体凝胶电泳:凝胶电泳:琼脂糖、聚丙烯酰胺琼脂糖、聚丙烯酰胺 06-02 平卧式电泳槽装置示意图平卧式电泳槽装置示意图 06-03 血清蛋白的电泳图谱血清蛋白的电泳图谱 平板电泳槽平板电泳槽垂板电泳槽垂板电泳槽等电聚焦电泳(等电聚焦电泳(isoelectric focusing,IEF)n利用具有利用具有pH梯度梯度的支持介质分离的支持介质分离等点电不同等点电不同的蛋白质的电泳技术。的蛋白质的电泳技术。n各种蛋白质各自都有一个等电点各种蛋白质各自
9、都有一个等电点,在一特殊的在一特殊的pH环境中环境中,蛋白质分子呈电中性蛋白质分子呈电中性,在电场中不在电场中不会迁移。会迁移。等电聚焦电泳(等电聚焦电泳(isoelectric focusing,IEF)等电聚焦等电聚焦就是在电泳介质中放入就是在电泳介质中放入载体载体两性电两性电解质解质,当通以直流电时,两性电解质即形成,当通以直流电时,两性电解质即形成一个由阳极到阴极逐步增加的一个由阳极到阴极逐步增加的pHpH梯度,在此梯度,在此体系中,不同的蛋白质即移动到或聚焦于其体系中,不同的蛋白质即移动到或聚焦于其相当的等电点位置上,也就是说被聚焦于一相当的等电点位置上,也就是说被聚焦于一个狭的区带
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