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電泳設備技術發展簡史

添加時間:2016-10-5 13:57:00

1809年俄國物理學家Рейсе首次發現電泳設備現象。他在濕粘土中插上帶玻璃管的正負兩個電極,加電壓後發現正極玻璃管中原有的水層變混濁,即帶負電荷的粘土顆粒向正極移動,這就是電泳現象。
1909年Michaelis首次將膠體離子在電場中的移動稱為電泳。他用不同pH的溶液在U形管中測定了轉化酶和過氧化氫酶的電泳移動和等電點。 1937年瑞典Uppsala大學的Tiselius對電泳儀器作了改進,創造了Tiselius電泳儀,建立了研究蛋白質的移動界麵電泳方法,並首次證明了血清是由白蛋白及α、β、γ球蛋白組成的,由於Tiselius在電泳技術方麵作出的開拓性貢獻而獲得了1948年的諾貝爾化學獎。
1948年Wieland和Fischer重新發展了以濾紙作為支持介質的電泳方法,對氨基酸的分離進行過研究。
從本世紀50年代起,特別是1950年Durrum用紙電泳進行了各種蛋白質的分離以後,開創了利用各種固體物質(如各種濾紙、醋酸纖維素薄膜、瓊脂凝膠、澱粉凝膠等)作為支持介質的區帶電泳方法。
1959年Raymond和Weintraub利用人工合成的凝膠作為支持介質,創建了聚丙烯酰胺凝膠電泳,極大地提高了電泳技術的分辨率,開創了近代電泳的新時代。30多年來,聚丙烯酰胺凝膠電泳仍是生物化學和分子生物學中對蛋白質、多肽、核酸等生物大分子使用最普遍,分辨率最高的分析鑒定技術,是檢驗生化物質的最高純度:即“電泳純”(一維電泳一條帶或二維電泳一個點)的標準分析鑒定方法,至今仍被人們稱為是對生物大分子進行分析鑒定的最後、最準確的手段,即“Last Check”。
由80年代發展起來的新的毛細管電泳技術,是化學和生化分析鑒定技術的重要新發展,己受到人們的充分重視。
電泳的基本原理
電泳是指帶電顆粒在電場的作用下發生遷移的過程。許多重要的生物分子,如氨基酸、多肽、蛋白質、核苷酸、核酸等都具有可電離基團,它們在某個特定的pH值下可以帶正電或負電,在電場的作用下,這些帶電分子會向著與其所帶電荷極性相反的電極方向移動。電泳技術就是利用在電場的作用下,由於待分離樣品中各種分子帶電性質以及分子本身大小、電子秤形狀等性質的差異,使帶電分子產生不同的遷移速度,從而對樣品進行分離、鑒定或提純的技術。
電泳過程必須在一種支持介質中進行。Tiselius等在1937年進行的自由界麵電泳沒有固定支持介質,所以擴散和對流都比較強,影響分離效果。於是出現了固定支持介質的電泳,樣品在固定的介質中進行電泳過程,減少了擴散和對流等幹擾作用。最初的支持介質是濾紙和醋酸纖維素膜,目前這些介質在實驗室已經應用得較少。在很長一段時間裏,小分子物質如氨基酸、多肽、糖等通常用濾紙或纖維素、矽膠薄層平板為介質的電泳進行分離、分析,但目前則一般使用更靈敏的技術如HPLC等來進行分析。這些介質適合於分離小分子物質,操作簡單、方便。但對於複雜的生物大分子則分離效果較差。凝膠作為支持介質的引入大大促進了電泳技術的發展,使電泳技術成為分析蛋白質、核酸等生物大分子的重要手段之一。最初使用的凝膠是澱粉凝膠,但目前使用得最多的是瓊脂糖凝膠和聚丙烯酰胺凝膠。蛋白質電泳主要使用聚丙烯酰胺凝膠。


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