你是否对电泳仪的运作方式、常用电泳方法以及维护保养有所了解呢？接下来，我们将从七个方面深入探讨电泳仪的方方面面，包括其工作原理、常用电泳方法、基本结构和技术指标等。让我们一起探索电泳仪的奥秘吧！

首先，让我们来了解一下电泳的基本原理。电泳，顾名思义，是指带电荷的溶质或粒子在电场作用下，朝着与其所带电荷相反的电极移动的过程。这种利用电泳现象进行物质分离和分析的技术，被称为电泳技术。而能够实现电泳分离的仪器，则被称为电泳仪。

目前，常用的电泳分析方法多种多样，包括醋酸纤维素薄膜电泳、凝胶电泳、等电聚焦电泳、双向电泳以及毛细管电泳等。这些方法在蛋白质、多肽、氨基酸、核苷酸以及无机离子等成分的分离和鉴定中发挥着重要作用，甚至还广泛应用于细胞与病毒的研究领域。

一、电泳的基本原理

在常态下，物质分子通常不带电，即正负电荷量相抵消，因此不表现出带电特性。然而，当物质分子受到特定物理或化学作用时，它们可能转变为带电离子或粒子。由于每种物质具有独特的带电性质、颗粒形态和尺寸，它们在电场中的移动方向和速度会有所不同，从而使得这些物质能够被有效分离。

当带净电荷Q的粒子被置于电场中时，它会受到电荷引力的作用，该引力的大小由电场强度E和粒子所带电荷量Q决定，公式为F引=EQ。同时，粒子在溶液中的运动还会受到阻力F阻的影响，该阻力与粒子半径r、溶液粘度η以及粒子速度V相关，具体表达式为F阻=6πrηV。当电荷引力与阻力达到平衡时，粒子的移动速度（泳动速度V）将由电场强度E、粒子所带电荷量Q、粒子半径r以及溶液粘度η共同决定，公式为V=EQ/6πrη。由此可知，粒子的泳动速度与电场强度和粒子所带电荷量成正比，而与粒子半径和溶液粘度成反比。

二、影响电泳的外界因素

（一）电场强度

电场强度是影响电泳的重要因素之一。在电泳过程中，电场强度决定了粒子所受电荷引力的大小，进而影响粒子的泳动速度。电场强度越大，粒子所受电荷引力也越大，泳动速度相应加快。

（二）溶液的pH值

溶液的pH值对电泳过程也有显著影响。不同物质的带电性质和颗粒形态在不同pH值条件下可能发生变化，从而影响粒子在电场中的移动方向和速度。因此，通过调节溶液的pH值，可以实现对电泳过程的精细控制。

（三）溶液的离子强度

溶液的离子强度会影响溶液的导电性，进而对电泳过程产生影响。离子强度越大，溶液的导电性越好，电泳过程中的电流也相应增大，从而加速粒子的泳动速度。

（四）电渗作用

电渗作用是指电场作用下，溶液中的离子在电极附近发生定向移动的现象。这种移动会改变溶液的流动状态，进而影响粒子的泳动方向和速度。在电泳过程中，需要充分考虑电渗作用的影响，以获得准确的分离结果。

（五）粒子的迁移率

粒子的迁移率是指粒子在单位电场强度作用下的泳动速度。不同物质的迁移率差异是电泳分离的基础。在电泳过程中，可以根据粒子的迁移率差异来实现对物质的分离和纯化。

（六）吸附作用

吸附作用是指粒子与支持载体之间的相互作用。在电泳过程中，粒子可能会与支持载体发生吸附，从而影响粒子的泳动行为。因此，在选择支持载体和操作条件时，需要考虑吸附作用对电泳过程的影响。

接下来，我们将介绍几种常用的电泳方法。

三、醋酸纤维素薄膜电泳

经过膜的预处理、加样、电泳、染色、脱色与透明等步骤后，即可获得满意的分离效果。该电泳方法具有分离速度快、电泳时间短以及样品用量少的优点，非常适用于病理情况下微量异常蛋白的检测。

四、凝胶电泳

凝胶电泳，作为区带电泳的一个分支，采用凝胶物质作为电泳的支持物。其中，琼脂糖凝胶电泳和聚丙烯酰胺凝胶电泳是凝胶电泳中为常见的两种形式，广泛应用于普通电泳领域。目前，该方法已成为蛋白质和核酸分析的重要手段。

五、等电聚焦电泳

等电聚焦电泳，作为一种特殊的电泳技术，利用载体两性电解质在电场中的聚焦作用，实现蛋白质等生物大分子的分离纯化。这一技术结合了凝胶电泳的高分辨率与电泳的快速，为蛋白质分析提供了有力支持。

1．等电聚焦电泳的流程

等电聚焦电泳，一种通过利用具有pH值梯度的介质，来分离等电点各异的蛋白质的电泳技术。在此过程中，两性物质在稳定的线性pH梯度溶液（含有两性载体电解质）中得以分离。每一种被分离的两性物质都会向与其等电点相一致的pH位置移动，并在到达后停止移动，这一现象被称为“聚焦”。

2．等电聚焦电泳的独特之处

等电聚焦电泳的特点包括：利用两性载体电解质在电极间构建稳定的线性pH梯度；通过“聚焦效应”，即便是微量样品也能展现出清晰、鲜明的区带界面；其电泳速度迅速，分辨率；同时，加入样品的位置具有灵活性；此外，该方法还可用于测定蛋白质类物质的等电点；终，它特别适用于分离分析中、大分子量生物组分，如蛋白质、肽类以及同工酶等。

接下来，我们将介绍另一种电泳技术——等速电泳。

这种技术采用两种不同浓度的电解质，其中前导电解质的迁移率高于任何样品组分，而尾随电解质的迁移率则低于所有样品组分。在强电场的作用下，被分离的组分会在前导电解质与尾随电解质之间的空隙中移动，从而实现各组分的有效分离。

六、双向凝胶电泳（二维电泳）

首先，利用等电聚焦电泳对蛋白质进行向分离。由于复杂的蛋白质成分中各个蛋白质的等电点（PI）各异，这一步能够根据PI的不同将蛋白质有效地分开。

接着，进行第二向分离，即采用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）。在这一步骤中，蛋白质分子量的大小成为分离的关键。在垂直方向上，不同分子量的蛋白质会按照其大小进行有序排列，从而得到斑点状的分离结果。

七、免疫电泳

免疫电泳技术融合了琼脂平板电泳与双相免疫扩散的精髓。在琼脂平板上，抗原样品通过电泳被分离，各成分因电泳迁移率的差异而有序排列。随后，加入特异性抗体进行双相免疫扩散，使得已分离的抗原成分与抗体在琼脂中相遇并发生反应。当二者比例恰当时，会形成肉眼可见的沉淀弧，从而实现对抗原成分的分析。

八、电泳设备的基本构成

电泳设备主要包括三个核心部分：电源、电泳槽以及一些附加装置。电源负责提供稳定的电流，以驱动电泳过程；电泳槽则是样品进行电泳反应的场所，其设计会影响电泳的效果；而附加装置则包括一些用于辅助电泳的设施，如温控设备、搅拌器等，它们的作用是确保电泳在条件下进行。

垂直板电泳槽与电源的配合

在垂直板电泳中，两块玻璃板被精心夹在一起，为电泳凝胶的制备提供了理想的场所。这种电泳方式常用于聚丙烯酰胺凝胶电泳，旨在分离蛋白质。

水平电泳槽与电泳仪的联合应用

水平电泳则不同，其凝胶铺设在平坦的玻璃或塑料板上，随后直接浸入缓冲液中。这种设计常用于琼脂糖电泳，专注于核酸的分离与分析。

九、电泳仪的关键技术参数

电泳仪是垂直板电泳和水平电泳中不可或缺的组件，其性能直接影响电泳实验的准确性和效率。以下是电泳仪的一些核心技术指标，包括输出电压、电流范围、稳定性以及与电泳槽的兼容性等。这些参数为科研人员提供了了解电泳仪性能的视角，有助于他们根据实验需求选择合适的电泳仪。

1．输出电压

2．输出电流

3．输出功率

4．电压稳定度

5．电流稳定度

6．功率稳定度

7．连续工作时间

8．显示方式

9．定时方式

接下来，我们将深入了解常用电泳仪的几种类型。其中，稳压稳流电泳仪在国内中、低压电泳实验中备受推崇，其输出电压范围为0V至600V，输出电流则达到0mA至100mA。这款电泳仪不仅工作稳定性出色，还配备了广泛的调节范围，并设有周到的短路保护和过流保护措施。

十、全自动醋纤膜电泳仪

全自动醋纤膜电泳仪，配备可见光单系统，专为使用醋酸纤维薄膜电泳片设计，具有高度自动化特点。用户仅需将样品、试剂及电泳片妥善放置，便可轻松离机，等待实验完成并获取结果。

一十、全自动荧光/可见光双系统电泳仪

全自动荧光/可见光双系统电泳仪，其独特之处在于其的荧光系统，能够实现全自动电泳分析。用户仅需将样品、试剂及琼脂糖凝胶电泳胶片妥善安置，便可轻松离机，等待短短20分钟的实验完成时间，即可获取结果。

一十一、全自动琼脂糖电泳仪

全自动琼脂糖电泳仪，配备了可见光单系统，并采用琼脂糖凝胶电泳胶片进行操作。其灵敏度，非常适合用于低浓度蛋白的检验，例如尿蛋白、脑脊液蛋白以及同工酶的分离。尽管这类电泳仪的自动化程度相对较低，但其多样化的应用和出色的灵敏度仍然赢得了众多实验室的青睐。

五、全自动电泳分析系统

全自动电泳分析系统，是对全自动琼脂糖电泳仪的进一步升级。它不仅继承了琼脂糖电泳仪的高灵敏度特点，还融入了更多自动化功能，如自动点样、电泳、呈色（或染色、脱色）、烘干等，极大提升了操作便捷性。该系统兼容多种电泳片，包括琼脂片、醋酸片、聚丙烯酰胺等，并配备了可见光及荧光呈色双系统，为实验室提供了更的电泳解决方案。

一十二、毛细管电泳的工作原理

毛细管电泳，基于高压电场对溶液中带电粒子的驱动作用，使这些粒子在毛细管内按不同速度向相反电极移动。这一过程利用了样品中各组分在淌度和分配行为上的差异，从而实现分离。

一十三、毛细管电泳的独特之处

毛细管电泳技术，以其、快速、样品消耗少等特点，在分离科学领域中占据了一席之地。其独特的工作原理和优势，使得它在生物大分子、分析以及基因突变检测等方面都发挥着重要作用。

高灵敏度

高速分离

高分辨率能力

样品需求量少

高度自动化

广泛的应用范围

一十四、毛细管电泳的分离模式

（一）毛细管区带电泳

这是一种基于电解质溶液中不同质荷比的组分在电场作用下以不同迁移速度进行分离的技术。通过组分的迁移时间和电泳峰的面积或高度，可以进行定性和定量分析。

（二）毛细管凝胶电泳

该技术使用聚丙烯酰胺在毛细管内交联制成凝胶柱。根据分离支撑物的不同，分为非变性CGE和变性CGE。前者通过分子筛和电荷/质量比进行分离，后者则以质量和分子筛效应为主。此技术适用于肽类、蛋白质和DNA等物质的分离和测定。

（三）毛细管胶束电动色谱

在此系统中，存在流动的水相和作为固定相的胶束相。溶质在两者之间根据疏水性的差异进行分配，从而实现中性溶质的分离。疏水性强的溶质在胶束相中停留时间长，迁移速度慢；反之，亲水性强则迁移速度快。

（四）毛细管等电聚焦电泳

该技术利用不同等电点的分子在毛细管内聚集并彼此分离。由于具有高分辨率，它甚至可以分离等电点差异小于0.01pH单位的两种蛋白质，如肽类和蛋白质。

（五）毛细管等速电泳

在此技术中，首先导入具有高电泳淌度的前导电解质，随后进样并导入低电泳淌度的尾随电解质。在强电场作用下，各被分离组分在前导与尾随电解质之间的空隙中发生分离。

（六）毛细管电色谱

这是一种结合了电泳和色谱两种技术的分离方法。它通过在毛细管中填充或键合（或涂壁）固定相来达到分离目的，同时包含了电泳和色谱的双重机制。

（七）毛细管电泳芯片

毛细管电泳芯片是在常规毛细管电泳的技术基础上，通过微加工技术将各种微细结构，如通道和功能单元，集成在平方厘米大小的芯片上。这种芯片设计巧妙，包含不同的通道、反应器、检测单元等，使得样品能够地完成进样、反应、分离和检测。它不仅实现了多功能化，还兼具快速、和低耗的特点，是一种极具潜力的微型实验装置。

一十五、毛细管电泳仪的基本构成

毛细管电泳仪的结构相对简洁，主要包括高压毛细管柱、检测器，以及两个为毛细管两端提供插入并连接电源的缓冲液槽。其核心部件有：

（一）毛细管柱，负责样品的分离过程。

（二）检测器，用于捕获并分析分离后的样品。

（三）毛细管电泳法的进样技术，确保样品能够准确、地进入毛细管柱进行分离。

一十六、电泳仪的维护保养与故障排除

电泳仪作为精密的仪器设备，其维护保养和故障排除显得尤为重要。通过合理的维护措施，可以确保电泳仪的稳定运行和延长使用寿命，同时，及时排除故障也能保障实验的顺利进行。

一十七、电泳仪的维护保养

电泳仪的维护保养至关重要，它直接关系到仪器的稳定运行和寿命。为了确保电泳仪能够长期、稳定地服务于科研和实验，我们制定了详细的维护计划。这个计划包括每日、每周、每月以及按需进行的维护措施，旨在地保护电泳仪，使其始终保持状态。

一十八、电泳仪的故障排除

尽管我们采取了各种预防措施，但电泳仪在使用过程中仍可能遇到故障。这些故障可能是操作不当、设备老化或其他未知原因导致的。当仪器出现故障提示时，我们必须迅速作出反应，按照故障排除指南进行处理，以确保实验的顺利进行。同时，我们也要不断总结经验，提高故障排除的效率和质量。