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實驗室電泳技術的分類

時間：2026/3/3閱讀：379

實驗室電泳技術種類繁多，主要根據支持介質、分離原理和設備形式進行分類。以下是常見的分類體系：

一、按支持介質分類

傳統的分類方式，根據分離所用基質的不同進行劃分。

1、瓊脂糖凝膠電泳

（1）原理：利用瓊脂糖的多孔網狀結構分離生物大分子。

（2）特點：

操作簡便，成本低，常用于核酸（DNA/RNA）分析。

分辨率相對較低，適合分離100 bp至數十kb的核酸片段。

常用染料：溴化乙錠（EB）、GelRed、SYBR系列等。

2、聚丙烯酰胺凝膠電泳

（1）原理：通過丙烯酰胺單體聚合形成孔徑更小、更均勻的凝膠網絡。

（2）特點：

分辨率高，適用于蛋白質、小片段核酸（<500 bp）及DNA測序。

可根據需要調整凝膠濃度，控制孔徑大小。

（3）分為：

非變性PAGE：保持蛋白質天然結構和活性。

SDS-PAGE：加入SDS使蛋白質變性，分離僅基于分子量大小。

變性PAGE（如尿素-PAGE）：用于RNA或單鏈DNA分析。

3、淀粉凝膠電泳

歷史較久，現已較少使用，曾用于蛋白質和同工酶分析。

二、按分離原理分類

根據分子在電場中分離的驅動力和機制劃分。

1、區帶電泳

在均勻介質中，樣品中各組分遷移速率不同，形成分離的區帶。

大多數常規凝膠電泳（瓊脂糖、PAGE）屬于此類。

2、等電聚焦

（1）原理：在具有pH梯度的介質（如凝膠）中，帶電分子（主要是蛋白質）遷移至其等電點位置時凈電荷為零而停止移動。

（2）特點：

分辨率高，能區分等電點差異小于0.01 pH單位的蛋白質。

常用于蛋白質純化、鑒定及蛋白質組學研究。

3、雙向電泳

（1）原理：結合兩種不同分離原理進行兩次垂直方向的電泳。

（2）常見組合：一向為等電聚焦，第二向為SDS-PAGE。

（3）應用：用于復雜蛋白質混合物的高分辨率分離，是蛋白質組學的核心技術之一。

4、免疫電泳

（1）將電泳與抗原-抗體反應相結合，用于檢測和分析特定蛋白質。

（2）如火箭免疫電泳、對流免疫電泳等。

三、按設備形式與自動化程度分類

1、平板電泳

（1）凝膠鋪于水平或垂直玻璃板/塑料板之間。

（2）水平電泳：常用于瓊脂糖凝膠（核酸）。

（3）垂直電泳：常用于聚丙烯酰胺凝膠（蛋白質）。

2、毛細管電泳

（1）原理：在極細的毛細管（內徑25-100 μm）中，以高壓電場驅動樣品分離。

（2）優點：

自動化程度高，樣品用量少（納升級），分離速度快，分辨率高。

（3）常見模式：

毛細管區帶電泳

毛細管凝膠電泳

毛細管等電聚焦

膠束電動毛細管色譜等

（4）應用：廣泛應用于藥物分析、DNA測序、手性分子分離、臨床檢測等。

3、芯片電泳

在微流控芯片通道中進行電泳，實現快速、高通量、集成化的“芯片實驗室"分析。

四、按應用目標分類

1、核酸電泳

（1）主要用于DNA/RNA的片段大小分析、純度檢測、Southern/Northern blotting前期分離等。

（2）常用介質：瓊脂糖凝膠（常規分析）、PAGE（小片段高分辨分析）。

2、蛋白質電泳

（1）用于蛋白質分子量測定、純度分析、表達比較、Western blotting前期分離等。

（2）常用技術：SDS-PAGE、非變性PAGE、等電聚焦、雙向電泳。

3、細胞/顆粒電泳

如細胞電泳，用于研究細胞表面電荷。

五、總結與選購指南

1、瓊脂糖凝膠電泳

支持介質：瓊脂糖

典型應用：核酸片段分離、鑒定

特點：操作簡單，適合大片段核酸

2、SDS-PAGE

支持介質：聚丙烯酰胺凝膠 + SDS

典型應用：蛋白質分子量測定、純度分析

特點：高分辨率，基于分子量分離變性蛋白質

3、非變性PAGE

支持介質：聚丙烯酰胺凝膠（無SDS）

典型應用：天然蛋白質、活性復合物分析

特點：保持生物活性

4、等電聚焦

支持介質：兩性電解質形成pH梯度

典型應用：蛋白質等電點分析、純化

特點：高分辨率，基于電荷分離

5、雙向電泳

支持介質：IEF + SDS-PAGE

典型應用：復雜蛋白質組分析

特點：分辨率高，可分離數千種蛋白質

6、毛細管電泳

支持介質：毛細管 + 多種分離模式

典型應用：高效快速分析DNA、蛋白質、小分子

特點：自動化、微量、快速、高效

選擇哪種電泳技術，主要取決于：

分析對象：核酸、蛋白質還是其他分子？

分辨率要求：是常規檢查還是高精度分析？

下游應用：是否需要回收、 blotting 或質譜鑒定？

樣本量與通量：是高通量篩查還是少量樣本精細分析？

電泳技術是現代分子生物學、生物化學和臨床診斷的基礎工具，理解其分類有助于根據實驗目的選擇最合適的方法。

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