一、概述
电泳现象首先由俄国物理学家Pehce于1809年发现，1907年有人曾通过琼脂电泳研究白喉毒素，但直到1937年才由瑞典的Tiselius建立了分离蛋白质的界面电泳。1940年左右，以纸为支持物的电泳问世后，电泳技术得到迅速发展，开创了电泳技术的新纪元。
二、定义：
带电粒子在电场中向所带电荷相反的电极移动的现象称为电泳（electrophoresis）。
三、原理
带电荷的蛋白质，在电场中向着与其所带电荷电性相反的电极泳动称为电泳。血清中各种蛋白质的等电点不同，但大都在pH7以下，若将血清置于pH>7.0的碱性环境（PH＝8.6）中，则这些蛋白质均带负电，在电场中都向阳极移动。由于各种蛋白质在同一pH环境中所带负电荷多少及分子大小不同，所以在电场中向阳极泳动速度也不同。蛋白质分子小而带电荷多者，泳动速度快；反之，则泳动速度慢。因此可将血清蛋白质依次分为清蛋白、a1-球蛋白、a2-球蛋白、β-球蛋白和γ-球蛋白五条区带，经染色可计算出各血清蛋白质含量的百分数。
四、应用：
各类电泳技术已经广泛地用于基础理论研究、临床诊断等方面。例如用醋酸纤维素薄膜电泳分析血清蛋白；用琼脂对流免疫电泳分析病人血清，为早期诊断原发性肝癌提供资料；用高压电泳分离肽段，研究蛋白质一级结构；用高压电泳和层析结合研究核酸一级结构。凝胶电泳技术在分离分析酶、蛋白质、核酸、病毒与细胞等生物大分子方面具有较高地分辩力。
五、分类：
1）根据支持物---纸电泳、醋酸纤维素薄膜电泳、淀粉凝胶电泳、琼脂糖凝胶电泳及聚丙烯酰胺凝胶电泳等。
2）根据凝胶形状分---水平平板电泳、圆盘柱状电泳及垂直平板电泳。
3）根据原理---移动界面电泳、区带电泳和稳态电泳。
◆区带电泳：是指带电荷的分子在具有渗透能力的支撑介质上的迁移。特点：在支持介质上产生电泳图谱，通过特殊染料染色后显示区带或定量检测，烘干的胶片可永久保存。主要有两类：一类是乙酸纤维素薄膜、滤纸、纤维素等，另一类是琼脂糖、淀粉、和聚丙烯酰胺凝胶。
◆琼脂糖凝胶电泳：琼脂糖是由琼脂分离制备的链状多糖，其结构单元是D-半乳糖和3、6-脱水-L-半乳糖，许多琼脂糖链以氢键及其他力的作用使其互相盘绕形成绳状琼脂糖束，构成大网孔型凝胶。
特点：1）具有微细的多孔网状结构，电泳不仅能产生电荷效应，还同时具有分子筛效应。2）琼脂含液体量大，可达98％--99%,近似自由电泳，但样品的扩散度比自由电泳小，对蛋白质的吸附极微弱。3）蛋白质在低浓度琼脂糖电泳时可自由穿透，阻力小，分离清晰，透明度高，能透过200—700nm波长的光线。由于底板无色泽，可直接用紫外检测议作定量测定或通过自动扫描而无需人工“透明”，提高了检测的敏感性。4）电泳速度快；5）区带易染色，样品易回收，有利于制备。6）缺点是琼脂中有较多的硫酸根，电渗作用较大。
六、正常参考值（琼脂糖凝胶电泳）：
正常参考值：Alb:57%-68% α1:1.0%-5.7% α2:4.9%-11.2% β:7%-13% γ:9.8%-18.2%
各组分构成：Alb：白蛋白;
α1：α1酸性糖蛋白；α1抗胰蛋白酶；
α2：HP；CP；α2巨球蛋白；α脂蛋白；
β：转铁蛋白；补体系统；β脂蛋白
γ：IgG；IgM；IgA；IgD；IgE
七、[临床意义]：
1．骨髓瘤：呈现特异的电泳图形，大多在γ球蛋白区(个别在β蛋白区)出现一个尖峰，称为M蛋白。
2．肾脏疾病：
(1)肾病综合征：有特异的电泳图形，α2球蛋白明显增加，β球蛋白轻度增高，白蛋白降低，γ球蛋白可能下降；
(2)肾炎：急性肾炎时α2 球蛋白可增高，有时合并γ球蛋白轻度增高；慢性肾炎时常可见到γ球蛋白中度增高。
3．肝脏疾病：
(1)肝硬变：有典型的蛋白电泳图形，γ球蛋白明显增加，γ和β球蛋白连成一片不易分开，同时白蛋白降低；
(2)急性肝坏死：白蛋白明显下降，球蛋白显著升高；
(3)传染性肝炎：血清白蛋白轻度下降，α2球蛋白增高并伴有γ球蛋白增高；
4．炎症、感染：在急性感染的发病初期，可见α1或α2球蛋白（急性时相反应蛋白）增加；在慢性炎症或感染后期，可见γ球蛋白增加。
5．低γ球蛋白血症或无γ球蛋白血症：血清γ球蛋白极度下降或缺乏。
八、图形
九、电泳技术的要素及影响因素：
不同的带电颗粒在同一电场中泳动的速度不同。常用泳动度（或迁移率）来表 示。泳动度是指带电颗粒在单位电场强度下泳的速度。影响泳动度的主要因素有：1）颗粒性质；2）电场强度； 3）溶液的PH:4）离子强度；5）电渗（electroosmosis）； 6）蒸发（主要在使用电泳槽时影响很大。例如醋酸纤维素薄膜电泳时）。
1、首先决定于带颗粒的性质，即颗粒所带净电荷的数量，大小及形状。
一般说来，颗粒带净电荷多，直径小而接近于球形，则在电场中泳动速度快，反之则慢。泳动度还与分子的形状，介质粘度，颗粒所带电荷有关，泳动度与颗粒表面电荷成正比，与介质粘度及颗粒半径反比。带电荷的高分子在电解质溶液中把一些带有相反电荷的离子吸引在其周围，形成一离子扩散层。加以电场时，颗粒向符号相反的电极移动即带阳电荷颗粒移向负极，带阴电荷颗粒移向正移；离子扩散层由于带有过剩的与颗粒符号相反的电荷，可以向相反方向移动。结果颗粒与离子扩散之间的静电 引力使颗粒的泳动度减慢，另外，高分了颗粒表面有一层水，在电场影响下，它与颗粒一起移动，可以认为是颗粒的一部分。
2、电场强度
电场强度也称电位梯度，是指单位长度（每一厘米）支持物体上的电位降，它对泳动度起着十分重要的作用。例如纸电泳。测量25厘米长纸条两端电压为250伏特，则电场强度为250伏特/25厘米=10伏特/厘米。
一般，电场强度越高，带电颗粒移动速度越快。根据电场强度大小，可将电泳分为常压电泳和高压电泳，前者的电压在100-500伏特，电场强度一般是2-10伏特/厘 米；后者电压可高达500-1000伏特，电场强度在200-2000伏特/厘米。常压电泳分离时间需数小时至数天，高压电泳时间短，有时仅几分钟即可，高压电泳主要用于分离 氨基酸，肽，核苷酸，由于电压升高，温度也随之增大，故需冷却装置。
3、溶液的pH值
溶液的pH值决定了带电颗粒解离的程度，也决定了物质所带净电荷的多少，对于蛋白质，氨基酸等两性电解质而言，溶液pH值离电点越远，颗粒所带净电荷越多；电泳速度越快；反之则越慢。例如血清中几种主要蛋白质的等电点各不相同，白蛋白等电点是4.0，α2球蛋白等电点是5.06，β球蛋白等电点是5.1，γ球蛋白等电点是7.1。 当在pH8.6的电泳缓冲液中电泳时，这些蛋白质都带负电荷，它们的泳动速度是白蛋白<α2球蛋白<β球蛋白<γ球蛋白。因此，当要分离一种蛋白质混合物时，应选择一种能扩大各种蛋白质所带电荷量差异的pH值，以利于各种蛋白质分子的解离。同时，为保持电泳过程中溶液pH恒定也须使用缓冲液。
4、溶液的离子强度
溶液的离子强度是另一个重要选择的条件，在保持足够缓冲能力前提下，离子强度要最小。溶液的离子强度越高，带电颗粒泳动速度越慢，反之越快。通常缓冲液离子强度选择在0.05～0.1M之间。浓度大的缓冲液在合适电压下，有较低的电阻和较大的电流，产热较高。如果这种额外的热可以驱散， 高浓度的缓冲液扩散常数较低，可以产生较窄细的电泳区带。离子强度很高时要用低电压，避免过多产热，这样又导致长的电泳时间，以致增加变性和区带分离困难。
5、电渗作用
在支持物的电泳中，影响电泳的另一个重要因素是电渗作用。所谓电渗就是指在电场中液体对固体支持物的相对移动，产生电渗作用的原因是固相支持物多孔，且带有可解离的化学集团，吸附溶液中的正离子或负离子，使溶液相对带负电或正电。例如在pH8.6时，血清蛋白质进行纸电泳时，γ球蛋白与其他蛋白质一样带负电荷，应该向正极移动，然而它却向负极方向移动， 这就是电渗作用的结果。滤纸的纤维间具有大量孔隙带有负电荷，如一束毛细管，进 行电泳时蛋白质通过这些孔隙向前移动。纸的孔隙带有负电荷，与带电颗粒一样可以 吸引正离子，因此介质沿管壁相对地带的较多的正电荷。在电场中，带负电荷的蛋白 质向正极移动，而介质却向反向阴极移动，从而对蛋白质颗粒的泳动起阻碍作用。由于γ球蛋白分子颗粒大，净电荷较少，移动速度慢，电渗作用大于颗粒向前泳动的力，结果γ球蛋白向后退。而其他血清蛋白质，因分子较小，净电荷较多，电渗作用 小于分子向前移动的力，因此分子向前移。所以，血清蛋白质电泳后球蛋白反而在点样位置之后。
十、电泳仪的概述
1、分类：1990年以后电泳分析仪的最大变化特点为自动化程度日益提高，基本可将其分为4大类。
a. 全自动荧光/可见光双系统电泳仪(A类)
具有荧光/可见光双系统，在使用荧光试剂项目如CK、LD同工酶时为全自动。只需将样品、试剂、琼脂糖凝胶电泳胶片放好后，操作人员可离机完成实验并得到结果，此为全自动电泳仪。但是使用可见光项目如蛋白电泳，中途人员需返回，将电泳胶片由电泳槽放入染色系统中才可完成实验，十分可惜。而最大优点是荧光系统全自动且灵敏度高，准确度高并且采用高压、低温系统，只需要20min即可完成电泳分析，速度非常快。具有代表性产品为美国Helena公司的REPⅢ全自动电泳仪。
b. 全自动醋纤膜电泳仪(B类)
为可见光单系统，使用醋纤膜电泳片，优点为自动化程度高。只需将样品、试剂、电泳片放好人员可离机完成实验得到结果。但是缺点为使用醋纤膜灵敏度低，无法分析尿蛋白/脑脊液蛋白。因为灵敏度不够，而同工酶分析效果也不理想，许多成份均无法分离清楚，多半实验室只用于血清蛋白电泳分析，具代表性产品为意大利Interlab公司的Microtech系统的和日本常光公司及日本KK.Helena公司所生产的电泳分析系统。
c. 全自动琼脂糖电泳仪(C类)
为可见光单系统，使用琼脂糖凝胶电泳胶片，优点为灵敏度高，可使用于低浓度蛋白检验，如尿蛋白及脑脊液蛋白。而同工酶的分离效果也相当不错。但缺点为自动化程度较差，当电泳结束和染色脱色完成后，工作人员必须将电泳片由机器中取出，对实验室较为麻烦。但是因为这类仪器所能做项目比较多，且灵敏度较高仍为许多实验室所接受。具代表性产品有美国Helena公司的SPIFE和法国Sebia公司的HYDRASYS全自动电泳仪。
d. 全自动琼脂糖电泳仪(D类)
基本上与C类相同，但是自动化程度很高，也就是将B类与C类优点集于一身，而没有B类与C类的缺点，是一种较理想的电泳仪，具代表性产品为美国Helena公司产AUTO SPIFE 及日本KK.Helena公司产EPALYZER。但是目前在国内尚未引进。
2、现状与展望
从目前临床实验室的要求来看电泳仪必须具有下列功能:
(1)全自动——必须达到人员离机作业，由点样到出报告没有人工动作。
(2)速度快——所有项目应在60min内完成同时具备急诊项目如CK、LD等同工酶及亚型项目。
(3)项目全——除了血清蛋白、脂蛋白、血红蛋白、CK、LD同工酶等传统项目外必须还能完成尿蛋白、脑脊液蛋白、免疫固定(单克隆抗体)、碱性磷酸酶(ALP)和γ-谷氨酰转肽酶(GGT)同工酶、胆固醇(高密度/极低密度/低密度脂蛋白)、脂蛋白等最新检验项目。
(4)敏感度高—必须采用敏感度高的电泳片。如琼脂糖凝胶系统，才能得到准确度高，分辨率高的电泳结果。(http://www.ebiotrade.com/)
