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電泳

補(bǔ)充:0  瀏覽:19109  發(fā)布時(shí)間:2012-9-12


  什么是電泳
  在確定的條件下,帶電粒子在單位電場強(qiáng)度作用下,單位時(shí)間內(nèi)移動(dòng)的距離(即遷移率)為常數(shù),是該帶電粒子的物化特征性常數(shù)。不同帶電粒子因所帶電荷不同,或雖所帶電荷相同但荷質(zhì)比不同,在同一電場中電泳,經(jīng)一定時(shí)間后,由于移動(dòng)距離不同而相互分離。分開的距離與外加電場的電壓與電泳時(shí)間成正比。
  在外加直流電源的作用下,膠體微粒在分散介質(zhì)里向陰極或陽極作定向移動(dòng),這種現(xiàn)象叫做電泳。利用電泳現(xiàn)象使物質(zhì)分離,這種技術(shù)也叫做電泳。膠體有電泳現(xiàn)象,證明膠體的微粒帶有電荷。各種膠體微粒的本質(zhì)不同,它們吸附的離子不同,所以帶有不同的電荷。
  電荷移動(dòng)規(guī)律
  利用電泳可以確定膠體微粒的電性質(zhì),向陽極移動(dòng)的膠粒帶負(fù)電荷,向陰極移動(dòng)的膠粒帶正電荷。
  一般來講,金屬氫氧化物、金屬氧化物等膠體微粒吸附陽離子,帶正電荷非金屬氧化物、非金屬硫化物等膠體微粒吸附陰離子,帶負(fù)電荷。
  因此,在電泳實(shí)驗(yàn)中,氫氧化鐵膠體微粒向陰極移動(dòng),三硫化二砷膠體微粒向陽極移動(dòng)。利用電泳可以分離帶不同電荷的溶膠。
  例如,陶瓷工業(yè)中用的粘土,往往帶有氧化鐵,要除去氧化鐵,可以把粘土和水一起攪拌成懸浮液,由于粘土粒子帶負(fù)電荷,氧化鐵粒子帶正電荷,通電后在陽極附近會(huì)聚集出很純凈的粘土。工廠除塵也用到電泳。利用電泳還可以檢出被分離物,在生化和臨床診斷方面發(fā)揮重要作用。本世紀(jì)40年代末到50年代初相繼發(fā)展利用支持物進(jìn)行的電泳,如濾紙電泳,醋酸纖維素膜電泳、瓊脂電泳;50年代末又出現(xiàn)淀粉凝膠電泳和聚丙烯酰胺凝膠電泳等。
  應(yīng)用領(lǐng)域
  電泳已日益廣泛地應(yīng)用于分析化學(xué)、生物化學(xué)、臨床化學(xué)、毒劑學(xué)、藥理學(xué)、免疫學(xué)、微生物學(xué)、食品化學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域。在直流電場中,帶電粒子向帶符號(hào)相反的電極移動(dòng)的現(xiàn)象稱為電泳(electropho-resis)。1809年俄國物理學(xué)家Peнce首先發(fā)現(xiàn)了電泳現(xiàn)象,但直到1937年瑞典的Tiselius建立了分離蛋白質(zhì)的界面電泳(boundary electrophoresis)之后,電泳技術(shù)才開始應(yīng)用。本世紀(jì)60-70年代,當(dāng)濾紙、聚丙烯酰胺凝膠等介質(zhì)相繼引入電泳以來,電泳技術(shù)得以迅速發(fā)展。豐富多彩的電泳形式使其應(yīng)用十分廣泛。電泳技術(shù)除了用于小分子物質(zhì)的分離分析外,最主要用于蛋白質(zhì)、核酸、酶,甚至病毒與細(xì)胞的研究。由于某些電泳法設(shè)備簡單,操作方便,具有高分辨率及選擇性特點(diǎn),已成為醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)中常用的技術(shù)。
  電泳又名—— 電著( 著) ,泳漆,電沉積。創(chuàng)始于二十世紀(jì)六十年代,由福特汽車公司最先應(yīng)用于汽車底漆。由于其出色的防腐、防銹功能,很快在軍工行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。近幾年才應(yīng)用到日用五金的表面處理。由于其優(yōu)良的素質(zhì)和高度環(huán)保,正在逐步替代傳統(tǒng)油漆噴涂。
  電泳表面處理工藝的特點(diǎn)
  電泳漆膜具有涂層豐滿、均勻、平整、光滑的優(yōu)點(diǎn),電泳漆膜的硬度、附著力、耐腐、沖擊性能、滲透性能明顯優(yōu)于其它涂裝工藝。
  詳細(xì)特點(diǎn):
 。1)采用水溶性涂料,以水為溶解介質(zhì),節(jié)省了大量有機(jī)溶劑,大大降低了大氣污染和環(huán)境危害,安全衛(wèi)生,同時(shí)避免了火災(zāi)的隱患;
 。2)涂裝效率高,涂料損失小,涂料的利用率可達(dá)90%~95%;
 。3)涂膜厚度均勻,附著力強(qiáng),涂裝質(zhì)量好,工件各個(gè)部位如內(nèi)層、凹陷、焊縫等處都能獲得均勻、平滑的漆膜,解決了其他涂裝方法對(duì)復(fù) 雜形狀工件的涂裝難題;
 。4)生產(chǎn)效率高,施工可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化連續(xù)生產(chǎn),大大提高勞動(dòng)效率;
 。5)設(shè)備復(fù)雜,投資費(fèi)用高,耗電量大,其烘干固化要求的溫度較高,涂料、涂裝的管理復(fù)雜,施工條件嚴(yán)格,并需進(jìn)行廢水處理;
 。6)只能采用水溶性涂料,在涂裝過程中不能改變顏色,涂料貯存過久穩(wěn)定性不易控制。
 。7)電泳涂裝設(shè)備復(fù)雜,科技含量較高,適用于顏色固定的生產(chǎn)。
  電泳種類移動(dòng)界面電泳
  是將被分離的離子(如陰離子)混合物置于電泳槽的一端(如負(fù)極),在電泳開始前,樣品與載體電解質(zhì)有清晰的界面。電泳開始后,帶電粒子向另一極(正極)移動(dòng),泳動(dòng)速度最快的離子走在最前面,其他離子依電極速度快慢順序排列,形成不同的區(qū)帶。只有第一個(gè)區(qū)帶的界面是清晰的,達(dá)到完全分離,其中含有電泳速度最快的離子,其他大部分區(qū)帶重疊。
  區(qū)帶電泳
  是在一定的支持物上,于均一的載體電解質(zhì)中,將樣品加在中部位置,在電場作用下,樣品中帶正或負(fù)電荷的離子分別向負(fù)或正極以不同速度移動(dòng),分離成一個(gè)個(gè)彼此隔開的區(qū)帶。區(qū)帶電泳按支持物的物理性狀不同,又可分為紙和其他纖維膜電泳、粉末電泳、凝膠電泳與絲線電泳。
  等電聚焦電泳
  是將兩性電解質(zhì)加入盛有pH梯度緩沖液的電泳槽中,當(dāng)其處在低于其本身等電點(diǎn)的環(huán)境中則帶正電荷,向負(fù)極移動(dòng);若其處在高于其本身等電點(diǎn)的環(huán)境中,則帶負(fù)電向正極移動(dòng)。當(dāng)泳動(dòng)到其自身特有的等電點(diǎn)時(shí),其凈電荷為零,泳動(dòng)速度下降到零,具有不同等電點(diǎn)的物質(zhì)最后聚焦在各自等電點(diǎn)位置,形成一個(gè)個(gè)清晰的區(qū)帶,分辨率極高。
  等速電泳
  是在樣品中加有領(lǐng)先離子(其遷移率比所有被分離離子的大)和終末離子(其遷移率比所有被分離離子的小),樣品加在領(lǐng)先離子和終末離子之間,在外電場作用下,各離子進(jìn)行移動(dòng),經(jīng)過一段時(shí)間電泳后,達(dá)到完全分離。被分離的各離子的區(qū)帶按遷移率大小依序排列在領(lǐng)先離子與終末離子的區(qū)帶之間。由于沒有加入適當(dāng)?shù)闹С蛛娊赓|(zhì)來載帶電流,所得到的區(qū)帶是相互連接的(圖d),且因“ 自身校正”效應(yīng),界面是清晰的,這是與區(qū)帶電泳不同之處。
  電泳分離原理示意圖 a 移動(dòng)界面電泳b 區(qū)帶電泳 c 等電聚焦電泳 d 等速電泳L 領(lǐng)先離子T 終末離子。

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