血清蛋白质电泳技术的基本原理

　　本文介绍了血清蛋白质电泳技术的基本原理、实验的试剂仪器和操作过程以及影响电泳结果的主要因素，还就讲述血清蛋白质电泳技术的临床意义了供广大读者参考。

　　血清蛋白质电泳仪实验原理

　　1. 电泳的基本原理

　　带电颗粒在电场中向着与其电性相反方向移动的现象称为电泳。

　　电泳时不同的带电粒子在同一电场中泳动速度不同。带电颗粒 ( 球形分子 ) 在电场中的电泳速度 (V)

　　从上式看出，带电颗粒在电场中的移动速度 (V) 与颗粒带电荷量 (Q) 以及电场强度 (E) 成正比，与球形分子的大小 ( 半径为 r ) 及所在介质的粘度 (η) 成反比。因此 , 在同一电场、同一介质中进行电泳时，带不同电荷，不同大小的颗粒就可以通过电泳而被分离。

　　在实际操作中，为了不考虑不同电压对电泳速度的影响，我们常用迁移率( move rate,M )来表示带电颗粒的电泳特性，迁移率指带电颗粒在单位电场强度下的电泳速度，即

　　可见，带电颗粒的净电荷越多，分子颗粒越小，在电场中的迁移率就越快;反之越慢。但电泳速度和电泳迁移率是两个不同的概念，后者有利于不同电场强度下电泳结果的比较，各种带电颗粒在一定条件下测得的迁移率是一个常数。

　　2. 影响电泳的主要因素

　　(1) 电泳介质 pH 值的影响 : 对于蛋白质和氨基酸等两性分子，电泳介质的 pH 值影响蛋白质的电离情况，即可决定蛋白质的带电量 (Q) 。 pH 值小于等电点，分子带正电荷，向负极泳动，如果 pH 大于等电点，分子带负电荷，向正极泳动。 pH 值偏离等电点越远，分子所带净电荷越多，其泳动速度越快。当缓冲液 pH 等于其等电点时，分子处于等电状态，不移动。由于血清蛋白质的等电点多在 pH4 ～ 6 之间，因此，分离血清蛋白常用 pH 8.6 的巴比妥缓冲液或三羟甲基氨基甲烷 (Tris) 缓冲液。

　　(2) 缓冲液的离子强度 : 离子强度低，电泳速度快，分离区带不易清晰;离子强度高，电泳速度慢，但区带分离清晰。如离子强度过低，缓冲液的缓冲量小，不易维持 pH 的恒定;离子强度过高，则降低蛋白质的带电量 ( 压缩双电层 ) 使电泳速度减慢。所以常用离子强度为 0.02 ～ 0.2 之间。

　　(3) 电场强度的影响 : 电场强度和电泳速度成正比关系。电场强度以每厘米的电势差计算，也称电势梯度。如纸电泳的滤纸长 15cm ，两端电压 ( 电势差 ) 为 150V ，则电场强度为 150 / 15=10 V / cm ，电场强度愈高，则带电粒子的移动愈快。 随着电场强度的增高，电流强度增加，产热也增多。产热的不良后果是： ① 引起水的蒸发，改变溶液 pH 及离子强度; ② 引起介质温度高，可使蛋白质变性。因此电泳必须控制电压在一定范围之内，当进行高压电泳时，必须装备有效的冷却装置。

　　(4) 电渗 : 在电场中，由于多孔支持物吸附水中的离子使支持物表面相对带电，在电场作用下，溶液就向一定方向移动，此种现象称为电渗。如纸上电泳所用的滤纸纤维素带有负电荷;琼脂糖电泳中，所用的琼脂糖由于大量硫酸根的存在也带有负电荷，它们使水感应产生水合氢离子 (H+3O) 。在外电场的作用下，水向负极移动。如果被测定样品也带正电荷，则移动更快;如果被测定样品带负电荷，则移动减慢。所以电泳时，颗粒泳动所表现的速度决定于颗粒本身的泳动速度和溶液的电渗作用。因此在选用支持物时，应尽量避免高电渗作用的物质。

　　3. 醋 酸纤维素薄膜电泳

　　醋酸纤维素薄膜电泳是利用醋酸纤维素薄膜做固体支持物的电泳技术。醋酸纤维薄膜具有匀一的泡沫状结构(厚约 120 μ m )，渗透性强，对分子移动无阻力，用它做区带电泳的支持物，用样量少，分离清晰，无吸附作用，应用范围广和快速简便 , 且染色后的薄膜可用乙醇和冰醋酸溶液浸泡透明，透明后的薄膜便于保存和定量分析。

　　本实验以醋酸纤维素薄膜作为支持物，于薄膜一端加微量血清，膜两端连接于缓冲液。血清蛋白质的等电点均低于 pH7.0 ，电泳时常采用 pH8.6 的缓冲液，因此，各种蛋白质皆带负电荷，在电场中向正极移动，因泳动速度不同而被分离。醋酸纤维素薄膜电泳可把血清蛋白质分离为清蛋白 A 、 α1 、 α2 、 β 和 γ - 球蛋白，将蛋白质染色后，可按染色区带位置进行定性观察，也可对各条色带进行定量测定。