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2026-01-26 09:21:51
作者: 高思维医疗
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实验室电泳技术种类繁多,主要根据支持介质、分离原理和设备形式进行分类。以下是常见的分类体系:
一、按支持介质分类
传统的分类方式,根据分离所用基质的不同进行划分。
1、琼脂糖凝胶电泳
(1)原理:利用琼脂糖的多孔网状结构分离生物大分子。
(2)特点:
操作简便,成本低,常用于核酸(DNA/RNA)分析。
分辨率相对较低,适合分离100 bp至数十kb的核酸片段。
常用染料:溴化乙锭(EB)、GelRed、SYBR系列等。
2、聚丙烯酰胺凝胶电泳
(1)原理:通过丙烯酰胺单体聚合形成孔径更小、更均匀的凝胶网络。
(2)特点:
分辨率高,适用于蛋白质、小片段核酸(<500 bp)及DNA测序。
可根据需要调整凝胶浓度,控制孔径大小。
(3)分为:
非变性PAGE:保持蛋白质天然结构和活性。
SDS-PAGE:加入SDS使蛋白质变性,分离仅基于分子量大小。
变性PAGE(如尿素-PAGE):用于RNA或单链DNA分析。
3、淀粉凝胶电泳
历史较久,现已较少使用,曾用于蛋白质和同工酶分析。
二、按分离原理分类
根据分子在电场中分离的驱动力和机制划分。
1、区带电泳
在均匀介质中,样品中各组分迁移速率不同,形成分离的区带。
大多数常规凝胶电泳(琼脂糖、PAGE)属于此类。
2、等电聚焦
(1)原理:在具有pH梯度的介质(如凝胶)中,带电分子(主要是蛋白质)迁移至其等电点位置时净电荷为零而停止移动。
(2)特点:
分辨率高,能区分等电点差异小于0.01 pH单位的蛋白质。
常用于蛋白质纯化、鉴定及蛋白质组学研究。
3、双向电泳
(1)原理:结合两种不同分离原理进行两次垂直方向的电泳。
(2)常见组合:一向为等电聚焦,第二向为SDS-PAGE。
(3)应用:用于复杂蛋白质混合物的高分辨率分离,是蛋白质组学的核心技术之一。
4、免疫电泳
(1)将电泳与抗原-抗体反应相结合,用于检测和分析特定蛋白质。
(2)如火箭免疫电泳、对流免疫电泳等。
三、按设备形式与自动化程度分类
1、平板电泳
(1)凝胶铺于水平或垂直玻璃板/塑料板之间。
(2)水平电泳:常用于琼脂糖凝胶(核酸)。
(3)垂直电泳:常用于聚丙烯酰胺凝胶(蛋白质)。
2、毛细管电泳
(1)原理:在极细的毛细管(内径25-100 μm)中,以高压电场驱动样品分离。
(2)优点:
自动化程度高,样品用量少(纳升级),分离速度快,分辨率高。
(3)常见模式:
毛细管区带电泳
毛细管凝胶电泳
毛细管等电聚焦
胶束电动毛细管色谱等
(4)应用:广泛应用于药物分析、DNA测序、手性分子分离、临床检测等。
3、芯片电泳
在微流控芯片通道中进行电泳,实现快速、高通量、集成化的“芯片实验室”分析。
四、按应用目标分类
1、核酸电泳
(1)主要用于DNA/RNA的片段大小分析、纯度检测、Southern/Northern blotting前期分离等。
(2)常用介质:琼脂糖凝胶(常规分析)、PAGE(小片段高分辨分析)。
2、蛋白质电泳
(1)用于蛋白质分子量测定、纯度分析、表达比较、Western blotting前期分离等。
(2)常用技术:SDS-PAGE、非变性PAGE、等电聚焦、双向电泳。
3、细胞/颗粒电泳
如细胞电泳,用于研究细胞表面电荷。
五、总结与选购指南
1、琼脂糖凝胶电泳
支持介质:琼脂糖
典型应用:核酸片段分离、鉴定
特点:操作简单,适合大片段核酸
2、SDS-PAGE
支持介质:聚丙烯酰胺凝胶 + SDS
典型应用:蛋白质分子量测定、纯度分析
特点:高分辨率,基于分子量分离变性蛋白质
3、非变性PAGE
支持介质:聚丙烯酰胺凝胶(无SDS)
典型应用:天然蛋白质、活性复合物分析
特点:保持生物活性
4、等电聚焦
支持介质:两性电解质形成pH梯度
典型应用:蛋白质等电点分析、纯化
特点:高分辨率,基于电荷分离
5、双向电泳
支持介质:IEF + SDS-PAGE
典型应用:复杂蛋白质组分析
特点:分辨率高,可分离数千种蛋白质
6、毛细管电泳
支持介质:毛细管 + 多种分离模式
典型应用:高效快速分析DNA、蛋白质、小分子
特点:自动化、微量、快速、高效
选择哪种电泳技术,主要取决于:
分析对象:核酸、蛋白质还是其他分子?
分辨率要求:是常规检查还是高精度分析?
下游应用:是否需要回收、 blotting 或质谱鉴定?
样本量与通量:是高通量筛查还是少量样本精细分析?
电泳技术是现代分子生物学、生物化学和临床诊断的基础工具,理解其分类有助于根据实验目的选择Z合适的方法。