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聚丙烯酰胺凝胶电泳比一般电泳的分辨率高

的原因

聚丙烯酰胺凝胶电泳（PolyacrylamideGelElectrophoresis，

简称PAGE）是一种常见的电泳技术，其原理是将样品通过电场作用在

聚丙烯酰胺凝胶（PolyacrylamideGel）中移动，根据样品的电荷、

大小和形状等特征，将其分离出来，并通过染色或检测的手段进行鉴

定和分析。相比于其他电泳技术，PAGE具有分辨率高、分离效果好、

样品载量大、操作简便等特点，在生物医学等领域得到广泛应用。本

文将从聚丙烯酰胺凝胶、电荷与大小、形状特征等方面，探讨PAGE分

辨率高的原因。

一、聚丙烯酰胺凝胶的特性

PAGE中的聚丙烯酰胺凝胶是一种类似于塑料的聚合物材料，它的

组成是由丙烯酰胺、N,N-甲撑双丙烯酰胺（Bis）、离子型表面活性

剂（SDS）等在合适催化剂的作用下在聚合反应中形成的。聚丙烯酰胺

凝胶的重要特点是其孔隙度可控，即可以根据不同的研究需要调整聚

合物的组成以控制孔隙的大小和分布，从而实现对样品分离的精确控

制。例如，用低浓度的丙烯酰胺和Bis聚合，所得的凝胶孔径较大，

分离范围和移动速度较快，适用于较大分子质量分析；而用高浓度的

丙烯酰胺和Bis聚合，所得的凝胶孔径较小，分离范围和移动速度较

慢，适合于较小分子质量分析。因而，PAGE凝胶的管柱对产生最佳的

分辨效果显得至关重要。

二、电荷与大小特征

在PAGE中，样品被施加电场后，在凝胶中的运动速度与分子的电

荷量成正比，即带负电的分子在负电场下向阳极运动，反之则向阴极

运动。因此，分子的电荷量不仅决定了它们在PAGE中的运动速度，还

决定了分子之间的相互作用。具有类似电荷的分子会互相排斥，不同

电荷的分子则会吸引，这些相互作用会导致分子在PAGE中的峰形成，

并影响着其分离程度。PAGE可以通过调整环境离子浓度和pH值来影响

样品的电荷状态，从而调节分子之间的相互作用。通常情况下，PAGE

条件下维持bufferpH=8.3或8.8,使得异电型蛋白质由于受到SDS的

变性作用后，所带的大量负电荷呈现在PAGE中一致负电，从而使其在

PAGE中按分子质量和形状大致得到分离。非变性状的蛋白质，则需在

PAGE前进行特定pH区间电泳，分离根据分子的电荷性质。

三、形状特征

PAGE对分子的分离和分辨还和分子的形状特征有关。不同分子的

形状存在巨大差异，例如线性分子和球形分子的动力学表现就有很大

不同。对于线性分子而言，它们在PAGE凝胶孔中更易穿过，所以迁移

更快，而对于球形分子，它们在凝胶孔中会受到更大的阻力，迁移速

率较慢。PAGE也可以通过制作不同大小的凝胶孔隙来调节溶液流速，

分析复合机构或者多聚物的大小，避免多聚物形成的解离和多聚物的

识别，更好地利用另一种下机技术，如图谱肽图谱。同时，在采用非

变性状的PAGE时，线形蛋白质的特点可以被利用，例如在蛋白质结构

研究中，可以对其长短进行分析，有很好的应用前景。

综上所述，聚丙烯酰胺凝胶电泳比一般电泳的分辨率高的原因有

多方面，其中聚丙烯酰胺凝胶可以根据需求调整孔隙大小，从而控制

移动速度和分离范围，达到更好的分辨效果；而电荷与大小特征则决

定了分子间的相互作用和运动速度，也是影响分辨率的因素；形状特

征能为分离、鉴定和分析提供更多的信息，更好地应用在蛋白质结构

研究、图譜肽图譜等前沿领域。这些优点使得PAGE技术在生物医学领

域应用广泛，也为研究者提供了更多的实验工具和思路。