電泳

　　什么是電泳
　　在確定的條件下，帶電粒子在單位電場強度作用下，單位時間內移動的距離（即遷移率）為常數，是該帶電粒子的物化特征性常數。不同帶電粒子因所帶電荷不同，或雖所帶電荷相同但荷質比不同，在同一電場中電泳，經一定時間后，由于移動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間成正比。
　　在外加直流電源的作用下，膠體微粒在分散介質里向陰極或陽極作定向移動，這種現象叫做電泳。利用電泳現象使物質分離，這種技術也叫做電泳。膠體有電泳現象，證明膠體的微粒帶有電荷。各種膠體微粒的本質不同，它們吸附的離子不同，所以帶有不同的電荷。
　　電荷移動規律
　　利用電泳可以確定膠體微粒的電性質，向陽極移動的膠粒帶負電荷，向陰極移動的膠粒帶正電荷。
　　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，帶負電荷。
　　因此，在電泳實驗中，氫氧化鐵膠體微粒向陰極移動，三硫化二砷膠體微粒向陽極移動。利用電泳可以分離帶不同電荷的溶膠。
　　例如，陶瓷工業中用的粘土，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，由于粘土粒子帶負電荷，氧化鐵粒子帶正電荷，通電后在陽極附近會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揮重要作用。本世紀40年代末到50年代初相繼發展利用支持物進行的電泳，如濾紙電泳，醋酸纖維素膜電泳、瓊脂電泳；50年代末又出現淀粉凝膠電泳和聚丙烯酰胺凝膠電泳等。
　　應用領域
　　電泳已日益廣泛地應用于分析化學、生物化學、臨床化學、毒劑學、藥理學、免疫學、微生物學、食品化學等各個領域。在直流電場中，帶電粒子向帶符號相反的電極移動的現象稱為電泳（electropho-resis）。1809年俄國物理學家Peнce首先發現了電泳現象，但直到1937年瑞典的Tiselius建立了分離蛋白質的界面電泳（boundary electrophoresis）之后，電泳技術才開始應用。本世紀60-70年代，當濾紙、聚丙烯酰胺凝膠等介質相繼引入電泳以來，電泳技術得以迅速發展。豐富多彩的電泳形式使其應用十分廣泛。電泳技術除了用于小分子物質的分離分析外，最主要用于蛋白質、核酸、酶，甚至病毒與細胞的研究。由于某些電泳法設備簡單，操作方便，具有高分辨率及選擇性特點，已成為醫學檢驗中常用的技術。
　　電泳又名—— 電著（ 著） ，泳漆，電沉積。創始于二十世紀六十年代，由福特汽車公司最先應用于汽車底漆。由于其出色的防腐、防銹功能，很快在軍工行業得到廣泛應用。近幾年才應用到日用五金的表面處理。由于其優良的素質和高度環保，正在逐步替代傳統油漆噴涂。
　　電泳表面處理工藝的特點
　　電泳漆膜具有涂層豐滿、均勻、平整、光滑的優點，電泳漆膜的硬度、附著力、耐腐、沖擊性能、滲透性能明顯優于其它涂裝工藝。
　　詳細特點：
　　（1）采用水溶性涂料，以水為溶解介質，節省了大量有機溶劑，大大降低了大氣污染和環境危害，安全衛生，同時避免了火災的隱患；
　　（2）涂裝效率高，涂料損失小，涂料的利用率可達90%～95%；
　　（3）涂膜厚度均勻，附著力強，涂裝質量好，工件各個部位如內層、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復 雜形狀工件的涂裝難題；
　　（4）生產效率高，施工可實現自動化連續生產，大大提高勞動效率；
　　（5）設備復雜，投資費用高，耗電量大，其烘干固化要求的溫度較高，涂料、涂裝的管理復雜，施工條件嚴格，并需進行廢水處理；
　　（6）只能采用水溶性涂料，在涂裝過程中不能改變顏色，涂料貯存過久穩定性不易控制。
　　（7）電泳涂裝設備復雜，科技含量較高，適用于顏色固定的生產。
　　電泳種類移動界面電泳
　　是將被分離的離子（如陰離子）混合物置于電泳槽的一端（如負極），在電泳開始前，樣品與載體電解質有清晰的界面。電泳開始后，帶電粒子向另一極（正極）移動，泳動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，形成不同的區帶。只有第一個區帶的界面是清晰的，達到完全分離，其中含有電泳速度最快的離子，其他大部分區帶重疊。
　　區帶電泳
　　是在一定的支持物上，于均一的載體電解質中，將樣品加在中部位置，在電場作用下，樣品中帶正或負電荷的離子分別向負或正極以不同速度移動，分離成一個個彼此隔開的區帶。區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
　　是將兩性電解質加入盛有pH梯度緩沖液的電泳槽中，當其處在低于其本身等電點的環境中則帶正電荷，向負極移動；若其處在高于其本身等電點的環境中，則帶負電向正極移動。當泳動到其自身特有的等電點時，其凈電荷為零，泳動速度下降到零，具有不同等電點的物質最后聚焦在各自等電點位置，形成一個個清晰的區帶，分辨率極高。
　　等速電泳
　　是在樣品中加有領先離子（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），樣品加在領先離子和終末離子之間，在外電場作用下，各離子進行移動，經過一段時間電泳后，達到完全分離。被分離的各離子的區帶按遷移率大小依序排列在領先離子與終末離子的區帶之間。由于沒有加入適當的支持電解質來載帶電流，所得到的區帶是相互連接的（圖d），且因“ 自身校正”效應，界面是清晰的，這是與區帶電泳不同之處。
　　電泳分離原理示意圖 a 移動界面電泳b 區帶電泳 c 等電聚焦電泳 d 等速電泳L 領先離子T 終末離子。