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电泳仪的原理

电泳仪

  电泳仪于1937年研发,常用支持物体有滤纸、醋酸纤维薄膜等。电泳技术是分子生物学研究不可缺少的重要分析手段,分为自由界面电泳和区带电泳两大类。

电泳仪的原理

  所谓电泳,是指带电粒子在电场中的运动,不同物质由于所带电荷及分子量的不同,因此在电场中运动速度不同,根据这一特征,应用电泳法便可以对不同物质进行定性或定量分析,或将一定混合物进行组份分析或单个组份提取制备,这在临床检验或实验研究中具有极其重要的意义。电泳仪正是基于上述原理设计制造的。

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电泳仪的研发背景

  1937年,瑞典生化学家Tiselius集前人百余年探索电泳现象之大成,发明了Tiselius电泳仪,在此基础上建立了研究蛋白质的自由界面电泳方法,利用该法首次证明人血清是由白蛋白(A)、α、β、γ球蛋白组成,并因此于1948年获得阿果奖。随后电泳技术的发展突飞猛进,1949年,Ricketls等人证明人血清蛋白质经电泳分离可依次分为白蛋白,α1、α2、β、γ球蛋白五个组分,1957年Reiner对人血清五个组分蛋白进行了定量分析。

  但自由界面电泳没有固定支持介质,扩散和对流作用较强,影响分离效果,于是在50年代相继出现了固相支持介质电泳。Z初的支持介质是滤纸和醋酸纤维素膜,目前这些介质在实验室已经应用较少。在很长一段时间里,小分子物质如氨基酸、多肽、糖等通常用滤纸、纤维素或硅胶薄层平板作为介质进行电泳分离、分析,而对于复杂的生物大分子,以滤纸、硅胶或醋酸纤维素膜等作为支持介质进行电泳,其分离效果并不理想。

  1959年,Raymond和Weintraub,Davis和Ornstein先后利用人工合成凝胶作支持介质建立了聚丙烯酰胺凝胶电泳系统,从而大大提高了电泳的分辨率和分离效果,增强了电泳技术的发展、渗透及与其他技术结合配套的能力。致使各式各样的电泳仪和电泳材料如雨后春笋、竞相争荣,成为当代实验科学技术中品种繁多、应用广泛、基础与技术皆备的大技术。

电泳仪的现状与发展

  我国在电泳技术临床应用上与国外相比,存在一定的差距。电泳项目国内一般也只以血清蛋白为主,而国外所做项目包括血清蛋白、尿蛋白、CK、LD、ALP、GGT同功酶、各种脂蛋白的胆固醇/甘油三酯等。对于分析用的电泳试剂,欧美这几年均以琼脂糖凝胶电泳片占95%以上,国内仍有40%市场采用醋酸纤维素薄膜电泳片,这也是与国外差距较大的地方。

  近年来一些在大专院校、科研院所使用的科研类电泳技术,如GX毛细管电泳、毛细管电泳芯片、电泳-色谱-质谱联用等,已开始在临床实验室使用。

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  从目前临床实验室的要求来看电泳仪必须具有下列功能:

  1、全自动化:必须达到人员离机作业,由点样到出报告机器全能完成。

  2、速度快:所有项目应在60min内完成同时具备急诊项目如CK、LD等同工酶及亚型项目。为临床提供及时、准确的诊断信息。

  3、项目齐全:除了血清蛋白、脂蛋白、血红蛋白、CK、LD同工酶等传统项目外必须还能完成尿蛋白、脑脊液蛋白、免疫固定(单克隆抗体)、碱性磷酸酶(ALP)和g-谷氨酰转肽酶(GGT)同工酶、胆固醇(高密度/极低密度/低密度脂蛋白)、脂蛋白(a)等Zxin检验项目。

  4、敏感度高:必须采用敏感度高的电泳片。如琼脂糖凝胶系统,才能得到准确度高,分辨率高的电泳结果。

毛细管电泳仪

  近期发展起来的毛细管电泳仪是一种新型的区带电泳,又称毛细管带电泳,它能检测尿样、血浆、血清、脑脊液、红细胞、其他体液或组织,以及实验动物活体等样品。能对蛋白质、多肽、氨基酸、糖、酶、DNA、寡核苷酸、病毒、小和生物活性分子、离子、药物及其代谢产物等物质分离。广泛用于临床疾病诊断、临床蛋白质分析、临床药物分析、代谢研究、病理研究、同工酶分析、PCR产物分析、DNA片段及序列分析等。

  由于毛细管电泳仪具有GX、快速、灵敏、应用范围广、所需样品少和可自动化等特点,正逐渐被广大临床实验室所接受。随着国际、国内科技发展的日新月异和检验医学发展的突飞猛进,电泳技术也在不断发展和更新,相信随着电泳技术的不断发展,其在临床医学和分子生物学领域将有广阔应用前景。

 

2004-10-20
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