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(nèi)移動的距離（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(zhì)里向陰極或陽極作定向移動，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(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(fā)揮重要作用。本世紀40年代末到50年代初相繼發(fā)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(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)等各個領(lǐng)域。在直流電場中，帶電粒子向帶符號相反的電極移動的現(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，已成為醫(yī)學(xué)檢驗中常用的技術(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
　　電泳漆膜具有涂層豐滿、均勻、平整、光滑的優(yōu)點，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。
　　詳細特點：
　　（1）采用水溶性涂料，以水為溶解介質(zhì)，節(jié)省了大量有機溶劑，大大降低了大氣污染和環(huán)境危害，安全衛(wèi)生，同時避免了火災(zāi)的隱患；
　　（2）涂裝效率高，涂料損失小，涂料的利用率可達90%～95%；
　　（3）涂膜厚度均勻，附著力強，涂裝質(zhì)量好，工件各個部位如內(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復(fù) 雜形狀工件的涂裝難題；
　　（4）生產(chǎn)效率高，施工可實現(xiàn)自動化連續(xù)生產(chǎn)，大大提高勞動效率；
　　（5）設(shè)備復(fù)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(fù)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(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(zhì)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(qū)帶。只有第一個區(qū)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(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(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的環(huán)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(huán)境中，則帶負電向正極移動。當(dāng)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(zhì)最后聚焦在各自等電點位置，形成一個個清晰的區(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，各離子進行移動，經(jīng)過一段時間電泳后，達到完全分離。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。