電泳設(shè)備技術(shù)發(fā)展簡史

添加時(shí)間：2016/10/5 13:57:00

1809年俄國物理學(xué)家Рейсе首次發(fā)現(xiàn)電泳設(shè)備現(xiàn)象。他在濕粘土中插上帶玻璃管的正負(fù)兩個(gè) 電極，加電壓后發(fā)現(xiàn)正極玻璃管中原有的水層變混濁，即帶負(fù)電荷的粘土顆粒向正極移動，這就是電泳現(xiàn)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(zhuǎn)化酶和過氧化氫酶的電泳移動和等電點(diǎn)。 1937年瑞典Uppsala大學(xué)的Tiselius對電泳儀器作了改進(jìn)，創(chuàng)造了Tiselius電泳儀，建立了研究蛋白質(zhì)的移動界面電泳方法，并首次證明了血清 是由白蛋白及α、β、γ球蛋白組成的，由于Tiselius在電泳技術(shù)方面作出的開拓性貢獻(xiàn)而獲得了1948年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。
1948年Wieland和Fischer重新發(fā)展了以濾紙作為支持介質(zhì)的電泳方法，對氨基酸的分離進(jìn)行過研究。
從本世紀(jì)50年代起，特別是1950年Durrum用紙電泳進(jìn)行了各種蛋白質(zhì)的分離以后，開創(chuàng)了利用各種固體物質(zhì)（如各種濾紙、醋酸纖維素薄膜、 瓊脂凝膠、淀粉凝膠等）作為支持介質(zhì)的區(qū)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(zhì)，創(chuàng)建了聚丙烯酰胺凝膠電泳，極大地提高了電泳技術(shù)的分辨率，開創(chuàng)了近代電 泳的新時(shí)代。30多年來，聚丙烯酰胺凝膠電泳仍是生物化學(xué)和分子生物學(xué)中對蛋白質(zhì)、多肽、核酸等生物大分子使用普遍，分辨率高的分 析鑒定技術(shù)，是檢驗(yàn)生化物質(zhì)的高純度：即“電泳純”（一維電泳一條帶或二維電泳一個(gè)點(diǎn)）的標(biāo)準(zhǔn)分析鑒定方法，至今仍被人們稱為是對 生物大分子進(jìn)行分析鑒定的最后、準(zhǔn)確的手段，即“Last Check”。
由80年代發(fā)展起來的新的毛細(xì)管電泳技術(shù)，是化學(xué)和生化分析鑒定技術(shù)的重要新發(fā)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(fā)生遷移的過程。許多重要的生物分子，如氨基酸、多肽、蛋白質(zhì)、核苷酸、核酸等都具有可電離基團(tuán)，它 們在某個(gè)特定的pH值下可以帶正電或負(fù)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(shù)就是利用 在電場的作用下，由于待分離樣品中各種分子帶電性質(zhì)以及分子本身大小、電子秤形狀等性質(zhì)的差 異，使帶電分子產(chǎn)生不同的遷移速度，從而對樣品進(jìn)行分離、鑒定或提純的技術(shù)。
電泳過程必須在一種支持介質(zhì)中進(jìn)行。Tiselius等在1937年進(jìn)行的自由界面電泳沒有固定支持介質(zhì)，所以擴(kuò)散和對流都比較強(qiáng)，影響分離效果 。于是出現(xiàn)了固定支持介質(zhì)的電泳，樣品在固定的介質(zhì)中進(jìn)行電泳過程，減少了擴(kuò)散和對流等干擾作用。最初的支持介質(zhì)是濾紙和醋酸纖維素 膜，目前這些介質(zhì)在實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)應(yīng)用得較少。在很長一段時(shí)間里，小分子物質(zhì)如氨基酸、多肽、糖等通常用濾紙或纖維素、硅膠薄層平板為介 質(zhì)的電泳進(jìn)行分離、分析，但目前則一般使用更靈敏的技術(shù)如HPLC等來進(jìn)行分析。這些介質(zhì)適合于分離小分子物質(zhì)，操作簡單、方便。但對于 復(fù)雜的生物大分子則分離效果較差。凝膠作為支持介質(zhì)的引入大大促進(jìn)了電泳技術(shù)的發(fā)展，使電泳技術(shù)成為分析蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子的 重要手段之一。最初使用的凝膠是淀粉凝膠，但目前使用得較多的是瓊脂糖凝膠和聚丙烯酰胺凝膠。蛋白質(zhì)電泳主要使用聚丙烯酰胺凝膠。