電泳是基于不同分子具有與之相關(guān)的不同自然電荷這一事實在電場中分離生物分子的方法。這導(dǎo)致物質(zhì)的不同成分在電場的影響下以不同的速率移動。想象一下,在一個托盤上有許多不同金屬的小塊,然后將磁鐵放在托盤的一端。基于它們的特定電荷,不同的金屬塊(相當(dāng)于“分子”)將以不同的程度被吸引到磁體上。本質(zhì)上,這就是電泳中發(fā)生的事情,只是最初沒有分離分子。
如今,各種電泳方法正在實踐中。
電泳工作的原因歸因于電磁物理學(xué)中的一個基本方程式:力等于電荷乘以該點處的電場強度。這采用以下形式:
F = qE
其中F =力,q =電荷,E =電場強度。
該方程式表明,粒子上的電荷越高,施加給定電場產(chǎn)生的力越強。這意味著質(zhì)量相同但電荷不同的兩個粒子將在整個場中以不同的速率移動。另外,任何帶電分子運動的速度取決于其電荷質(zhì)量比。這些特性和聯(lián)系在一起,使科學(xué)家有可能將關(guān)鍵生物分子的成分(例如核酸)分離為較小的成分。
使用了三種主要類型的凝膠電泳。利用馬鈴薯淀粉顆粒的淀粉凝膠電泳是一種遺物。在瓊脂糖凝膠電泳中,使用純化的大分子量多糖作為培養(yǎng)基;這通常用于大型DNA分子。聚丙烯酰胺凝膠電泳是最常見的類型,因為它非常穩(wěn)定并且可以在很大的分子濃度范圍內(nèi)工作。
在大多數(shù)實驗情況下,最好進行某種形式的凝膠電泳。其他常見方式包括高分辨率電泳,毛細(xì)管電泳,等電聚焦,免疫化學(xué)電泳,二維電泳和脈沖場電泳。
電泳儀與所使用的特定介質(zhì)有很大的不同。在過去,邊界電泳是標(biāo)準(zhǔn)方法。在此實驗設(shè)置中,將測量遷移分子整個邊界的移動速率。如今,區(qū)域電泳越來越普遍,分子遷移到一小塊紙上的不同區(qū)域或區(qū)域。這比邊界電泳更具針對性。最后,紙電泳有時用于小分子。