電泳儀電源裝置的作用

A. 電泳儀的工作原理

電泳儀的工作原理：帶電粒子在直流電場作用下於一定介質中所發生的定向運動，利用這一現象對化學或生物化學組分進行分離分析的技術稱之為電泳。生物學上的重要物質如蛋白質、核酸、同工酶等，在溶液中能吸收或給出氫離子從而帶電。因此，它們在電場影響下，在不同介質中的運動速度是不同的。

電泳儀是實現電泳分析的儀器。電泳是一種帶電分子在電場中向著電性相反的電極移動的現象。利用電泳現象進行物質分離的技術，稱電泳技術。電泳的影響因素很多，主要有被分離物質的帶電荷量多少、電場強度、緩沖液的pH值和離子強度及支持介質的化學惰性。

B. 紙電泳的儀器裝置

紙電泳的儀器裝置包括電泳槽及電泳儀兩大部分。 電泳槽是進行電泳的裝置，其中包括鉑電極(直徑0.5～0.8cm)、緩沖液槽、電泳介質的支架和一個透明的罩。常見的電泳槽有水平式和懸架式等。電泳儀是提供直流電源的裝置，它能控制電壓和電流的輸出。電泳槽內的鉑電極經隔離導線穿過槽壁與外接電泳儀電源相連，電源為具有穩壓器的直流電源。紙電泳可分為低壓電泳和高壓電泳兩類。低壓電泳的電壓一般在100～500V，電流為 0～150 mA，高壓電泳的電壓一般在500～10 000V，50～400 mA。

C. 求分子生物學實驗講義

【實驗目的】
（1）了解實驗的常規儀器、設備、耗材。
（2）掌握本實驗所用儀器的功能和使用方法。
【實驗內容】
一、驗室的常規儀器、設備
(一) 溫度控制系統：
1. 冰箱: 根據葯品、試劑及多種生物制劑保存的需要，必須具備不同控溫級別的冰箱，最常使用的有：4℃、-20℃、-80℃冰箱。
4℃適合儲存某些溶液、試劑、葯品等。
-20℃適用於某些試劑、葯品、酶、血清、配好的抗生素和DNA、蛋白質樣品等。
-80℃適合某些長期低溫保存的樣品、純化的樣品、特殊的低溫處理消化液等的保存。
0-10℃的冷櫃適合低溫條件下的電泳、層析、透析等實驗。
2．液氮罐：有些實驗材料、某些器官組織、細胞株、菌株及純化的樣品等，要求速凍和長期保存在超低溫環境下，就需要一個液氮罐（-196℃）具有經濟、省力和較好地保持細胞生物學特性的優點。
3．培養箱：37℃恆溫箱用於細菌的固體培養和細胞培養。
CO2培養箱適用於培養各種細胞，可恆定地提供一定量的CO2（通常5%），用來維持培養液的酸度（pH值）。
37℃恆溫空氣搖床可進行液體細菌的培養。
4. 水浴鍋：用於保溫。
25-100℃水浴搖床可用於分子雜交試驗，各種生物化學酶反應等試驗的保溫。
25-100℃水浴箱用於常規試驗。
5. 烘箱：主用於烘乾實驗器皿，有些需要溫度高些，有些需要溫度低些。用於RNA方面的實驗用具，需要在250℃烤箱中烘乾，有些塑料用具只能在42-45℃的烤箱中進行烘乾。
（二）水的凈化裝置：隨著分子生物學的飛速發展，許多實驗對水純度的要求越來越高。
1. 蒸餾水皿：單蒸水常難以滿足實驗要求。雙蒸水、三蒸水配液，許多實驗要去離子水。
多次蒸餾水可除去水中揮發性雜質，不能完全除去水中溶解的氣體雜質（Mn2+、Cu2+、Zn2+、Fe3+、Mo(Ⅵ)）。
2. 離子交換器：去離子水—用離子交換法製取的水，稱去離子水。
去離子效果好，但不能除去水中的非離子型雜質，其中常含有微量的有機物（樹脂等）。
1
3．超純水：用蒸餾水、離子交換水、反滲透純水做為供水，磁鐵耦合齒輪泵作用使水循環。用於PCR、PCR氨基酸分析、DNA測序、酶反應、組織和細胞培養等。
（三）菌消毒設備：分子生物學所用大部分試劑，而且實驗用具都應嚴格消毒滅菌。。
1．蒸汽消毒鍋：用於小批量物品的隨時消毒。大批實驗物品、試劑、培養基可使用大型消毒且定時進行消毒
2. 紫外線：75%乙醇 、0.1%SDS（消毒劑）
一些耐高壓、高溫消毒且可用紫外線照射或乙醇和SDS浸泡。
紫外線照射使用方便，且很方便，但滅菌效果與距離有關，且產生臭氧污染安全，用於無菌室，超凈台和塑料用具的消毒。
3. 濾器濾膜：不耐高溫、高壓的試劑用其處菌。
4. 煮沸消毒：主用於金屬器械和針急需時採用。
（四） 計量系統：
1. 稱量系統：（各種天平）台秤、托盤天平、鈕力擺動天平、
光電分子天平、精密電子分析天平
2. 液體體積的度量：精：量筒、移液管、微量取液器
粗：刻度試管、燒杯、錐形瓶
3. pH值測量：
pH計：測定溶液中H+的直接電位的儀器，主要通過一對電極，在不同的pH溶液中產生不同的電動勢用pH值表示出來。
pH試紙：只適用於培養液、酚飽和液、緩沖液或其它試劑溶液的pH值的粗略估計。而大部分試劑的配製要求嚴格的pH值，需精確度高（小數點後兩位）的pH計。
4. OD值測量：光密度、分光光度計是利用物質在可見光和紫外線區域中的吸收光譜來鑒定該物質的性質及其含量的一種儀器。它是由光源、單色器、吸收池、接收器、測量儀表或顯示屏幕所組成。OD值是許多溶液中溶質定量的方便指標之一，通過所產生的單色光而測定某一溶液對該單色光的吸收值，利用它可進行核酸溶液定量和純度的初步判斷。
（五）離心機：離心技術是研究生物的結構和功能中不可缺少的一種物理技術手段。因為各種物質在沉澱系數、浮力、和質量等方面有差異，可利用強大的離心力場，使其分離、純化和濃縮。目前有各種各樣的離心機。可供少於0.05ml到幾升的樣品離心之用。離心技術應用廣泛，包括收集和分離細胞、細胞器和生物大分子等。據其轉速的不同，可分為以下幾種類型：
1. 普通離心機：最大轉速6000 r/m ，最大離心力6000g
①醫用或台式離心機：是離心機中最簡單而廉價的，最常用於收集快速沉降系數的物質，如紅細胞、粗大的沉澱物、酵母菌和細菌等。
②低速冷凍離心機：主要用於細胞、細胞核、細胞膜和細菌的沉澱和收集等。 2
2. 高速離心機：最大轉速25000 r/m ，最大離心力89000g
有冷凍和常溫兩種，多用於制備和手收集微生物、細胞碎片、細胞、大的細胞器、硫酸銨沉澱物以及免疫沉澱物等。
3. 超速離心機：最大轉速9000 r/m ，最大離心力694000g。
4. 台式超速離心機：最大轉速12000r/m ，最大離心力625000g。
（六）超凈工作台：內有紫外燈、照明燈、還應有酒精燈火焰、75%乙醇等滅菌的設備，是一種提供局部潔凈度的設備。其原理是鼓風機驅動空氣，經過低、中效的過濾器後，通過工作檯面，使實驗操作區域成為無菌的環境。超凈台按氣流方向的不同大致有幾種類型：
①側流式：凈化後氣流，從左側或右側通過工作檯面，流向對側，或者從上往下或從下往上流向對側，他們都能形成氣流屏障而保障檯面無菌。
缺點：在凈化氣流和外邊氣體交界處，可因氣體的流向而出現負壓，使少量的未凈化氣體混入，而造成污染。
②外流式：氣流是面向操作人員的方向流動，從而保證外面氣體不能混入。
缺點：在進行有害物質實驗時，對操作人員不利，但可採用有機玻璃把上半部分遮擋起來，使氣流往下方流出。（七）電泳系統：電泳技術是檢測、鑒定各種生物大分子的純度、含量及描述它們的特徵，甚至還是分離、純化、回收和濃縮樣品的工具之一。核酸和蛋白質等都帶有電荷，當它們被置於電場中時，能夠移動。
電泳裝置由兩部分組成：電源裝置和電泳槽裝置。
① 電泳裝置：電源需經穩流通過穩壓器，既能提供穩定的直流電，又能輸出穩定的電壓。可用於三種：
常度穩壓電泳儀：輸出電壓0-500v 0-15mA
中度穩壓電泳儀：輸出電壓400-1000v
高度穩壓電泳儀：輸出電壓1000以上的電源裝置。
② 電泳槽裝置：分兩種
水平式電泳槽：一般分為微型電泳槽和大號水平式電泳槽
垂直式電泳槽：分垂直平板電泳槽和圓柱形電泳槽裝置。
（八）PCR儀：Polymerase Chain Reaction儀，也稱DNA熱循環儀，基因擴增，它是使一對寡核苷酸引物結合到正負DNA鏈上的靶序列兩側，從而酶促合成拷貝數百萬倍的靶序列DNA片段，它的每一循環包括在三種不同溫度進行的DNA變性，引物復性，DNA聚合酶催化的延伸反應三個過程。
（九）凝膠成像分析系統:
對電泳後含溴乙錠（EB）核酸樣品的觀察分析。
（十）乾燥設備： 3
1. 真空加熱乾燥箱：核酸在硝酸纖維素膜和尼龍膜上固定，用於雜交實驗。
2. 電泳凝膠乾燥箱：電泳後的凝膠進行脫水乾燥的儀器，一般可將凝膠乾燥到一些玻璃紙上，乾燥後的凝膠易於保存。
3. 液氮冷凍乾燥：適用於活性蛋白質樣品的乾燥與結晶。
4. 真空泵：許多實驗都需要抽真空。如：乙醇沉澱後核酸樣品的乾燥，電泳凝膠的乾燥等。
（十一） 其他
1. 微波爐：便於一些溶液的快速加熱和定溫加熱，電泳瓊脂糖凝膠配製、溶化等。
2. 製冰機：用於製造大多數核酸、蛋白質的實驗操作所需的低溫環境，以減少核酸酶或蛋白質酶的水解。
3. 層析裝置：（色譜分離）是一種分離多組分混合物的有效物理方法。
真空印記系統，DNA合成/測序儀：這些都是對核酸進行深入研究的必備儀器。
4. 磁力攪拌器：多角度旋轉混勻器、快速振盪混合器：用於混合儀器。
5. 組織勻漿器：超聲組織及細胞破碎器，用其進行樣品的分離提純實驗。
6. 通風櫥：很多溶劑能逸出毒氣，必備櫃 ，放射性試驗還要有有機玻璃屏蔽。
7. 玻璃蒸餾器、電熱加帽、變壓器：用於酚等有機溶劑的蒸餾。
8. Tip頭、Eppendorf管：
微管移液器tip頭（吸液尖）、Eppendorf管（微量離心管）可洗滌，硅化消毒後反復使用。對一些要求嚴格的實驗，如RNA的提取、保存等操作，應使用新的消毒tip頭與Eppendorf管。另外還應備有常用規格的離心管（1000ml、500 ml、250 ml、50 ml、7 ml等）及96孔、24孔、12孔、6孔的細胞培養塑料平板等。
9. 小型設備、用具：
定時器、濾膜、保鮮膜、防護眼鏡鴨嘴鑷、常規的玻璃或塑料器皿（包括平皿、試管、燒杯、量瓶、試劑分液漏斗、避光保存的試劑應使用棕色試劑瓶，如飽和酚、巰基乙醇等）、記號筆、各種手套PE、乳膠、家用、防酸的等）
二、本期實驗所用主要儀器、 設備的功能及操作
1. 酚的重蒸餾裝置：空氣冷凝式玻璃蒸餾器。
一般酚是無色透明的結晶，如呈粉色或黃色，表明其中含有酚的氧化產物，如醌、二酸等，變色的酚不能用於實驗，因其中的酚氧化物可破壞核酸的磷酸二酯鍵，並引起DNA鏈的交聯。使用前必須在160℃-180℃重蒸餾以去除能引起RNA和DNA斷裂和交聯的污染雜質，從而得到純凈的酚。
2. 磁力攪拌器：81-2型恆溫磁力攪拌器
將導電溫度表用導線與二芯插頭連接，插入後面的溫度表孔內，當溫度上升到預先調整好的度數時即自動停止加熱（控溫攪拌）。主要用於物質的快速攪拌、溶解和混勻。如配製試劑，制備酚的水飽和液等。 4
3. 蒸餾水器：1810B自動雙重純水蒸餾器，石英管加熱式，本器的一次及二次蒸餾均有保護裝置，使用安全可靠，熱繼電器當冷卻水突然中斷或缺水的情況下，即自動切斷電源。干簧繼電器控制二次蒸餾瓶內的水位，其高度應以在水位降低時能自動切斷電源為准，從而達到自動控制水位的目的。
該儀器主要用於制備雙蒸水和三蒸水。
4. 離心機：TGL-16G台式高速離心機，最大轉速20000rpm，主要用於核酸提取時蛋白質的沉澱和有機相與水相的分層，PCR檢測的瞬時離心。
5. 微量取液器：主要用於精確量取微量液體體積和核酸水相的轉移。
6. 勻漿器：5ml、10ml玻璃勻漿器。
主用於組織細胞的破碎。
7. 凝膠成像分析系統
主用於核酸樣品瓊脂糖凝膠和PCR電泳結果的紫外觀察和照像。
8. PCR儀：PTC-200基因擴增儀
體外擴增核酸的儀器
9. 蒸汽消毒鍋：用於實驗用試劑、器皿、用具等的滅菌清毒
有電加熱式、電爐加熱式兩種。
10. 超凈台：JJT-1300型潔凈工作台，側流式。
原理：吸進氣經過初、中級過濾皿（無紡布濾過）後，再通過風機經高級過濾器（超細玻璃纖維濾紙製成）而形成潔凈空氣。主要是在局部空氣造成潔凈空氣環境，以使工作區域中的懸浮粒子及微生物控制在最低限度內。
本台操作壓為垂直層流壓，因此出風面與操作位置不應放置多餘的物品，以免妨礙氣流的正常流動，影響潔凈度，檯面板上的孔作為通風孔，使用時避免有液體或其他物品漏入空中，以免影響內部構件。風速可調。
使用：75%乙醇消毒2-3次，擺放好實驗用品。插上電源，紫外消毒30分鍾，啟動風機5m後關燈，關燈後10分鍾打開照明燈，即可使用。
11. 電泳系統：
①電泳儀：HV-3000型高度三恆多用電泳儀（恆壓、恆流、恆功率）
②電泳槽：水平式兩種。
12．微波爐：主要用於瓊脂糖的快速溶解。

D. 電泳槽和電泳儀的區別

電泳槽是凝膠電泳系統的核心部分，其系統的迅猛發展主要也是體現在電泳槽上。根據電泳的原理，凝膠都是放在兩個緩沖腔之間，電場通過凝膠連接兩個緩沖腔。緩沖液和凝膠之問的接觸可以是直接的液體接觸，也可以間接通過凝膠條或濾紙條。管狀凝膠電泳和垂直板狀電泳大多採取直接液體接觸方式。這種方式可以有效地使用電場，但在裝置設計上有一些困難，如液體泄漏，電安全和操作麻煩等問題。水平板狀電泳槽大多通過間接方式，用濾紙橋搭接。
電泳槽和電泳儀合用才能進行電泳實驗。電泳槽是用來制備凝膠，進行電泳的主要場所。電泳儀主要是用來提供電流，產生電場力帶動分子運動的。電泳槽是裝（塗料）容器，電泳的工作儀器。電泳儀是提供（電泳）電壓的設備。

E. 電泳儀的注意事項

電泳儀使用注意事項：1、電泳儀通電進入工作狀態後，禁止人體接觸電極、電泳物及其它可能帶電部分，也不能到電泳槽內取放東西，如需要應先斷電，以免觸電。同時要求儀器必須有良好接地端，以防漏電。2、儀器通電後，不要臨時增加或撥除輸出導線插頭，以防短路現象發生，雖然儀器內部附設有保險絲，但短路現象仍有可能導致儀器損壞。3、由於不同介質支持物的電阻值不同，電泳時所通過的電流量也不同，其泳動速度及泳至終點所需時間也不同，故不同介質支持物的電泳不要同時在同一電泳儀上進行。4、在總電流不超過儀器額定電流時（最大電流范圍），可以多槽關聯使用，但要注意不能超載，否則容易影響儀器壽命。5、某些特殊情況下需檢查儀器電泳輸入情況時，允許在穩壓狀態下空載，開機，但在穩流狀態下必須先接好負載再開機，否則電壓表指針將大幅度跳動，容易造成不必要的人為機器損壞。6、使用過程中發現異常現象，如較大噪音、放電或異常氣味，須立即切斷電源，進行檢修，以免發生意外事故。

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F. 什麼叫電泳，電泳主要用來做什麼

帶電顆粒在電場作用下，向著與其電性相反的電極移動，稱為電泳(electrophoresis, EP)。利用帶電粒子在電場中移動速度不同而達到分離的技術稱為電泳技術。

1807年，由俄國莫斯科大學的斐迪南·弗雷德里克·羅伊斯（Ferdinand Frederic Reuss）最早發現。

1936年瑞典學者A.W.K.蒂塞利烏斯設計製造了移動界面電泳儀 ，分離了馬血清白蛋白的3種球蛋白，創建了電泳技術。

電泳應用：

1、聚丙烯醯胺凝膠電泳可用做蛋白質純度的鑒定。

聚丙烯醯胺凝膠電泳同時具有電荷效應和分子篩效應，可以將分子大小相同而帶不同數量電荷的物質分離開，並且還可以將帶相同數量電荷而分子大小不同的物質分離開。

其解析度遠遠高於一般層析方法和電泳方法，可以檢出10-9～10-12g的樣品，且重復性好，沒有電滲作用.

2、SDS聚丙烯醯胺凝膠電泳可測定蛋白質分子量。

3、聚丙烯醯胺凝膠電泳可用於蛋白質定量。

電泳後的凝膠經凝膠掃描儀掃描，從而給出定量的結果.凝膠掃描儀主要用於對樣品單向電泳後的區帶和雙向電泳後的斑點進行掃描。

4、電泳可用於檢查蛋白質制劑的純度，分析蛋白質混合物的組分。

(6)電泳儀電源裝置的作用擴展閱讀：

電泳基本原理：

生物大分子如蛋白質，核酸，多糖等大多都有陽離子和陰離子基團，稱為兩性離子。常以顆粒分散在溶液中，它們的靜電荷取決於介質的H+濃度或與其他大分子的相互作用。

在電場中，帶電顆粒向陰極或陽極遷移，遷移的方向取決於它們帶電的符號，這種遷移現象即所謂電泳。

如果把生物大分子的膠體溶液放在一個沒有干擾的電場中，使顆粒具有恆定遷移速率的驅動力來自於顆粒上的有效電荷Q和電位梯度E。它們與介質的摩擦阻力f抗衡。在自由溶液中這種抗衡服從Stokes定律。

這里v是在介質粘度為η中半徑為r的顆粒的移動速度。但在凝膠中，這種抗衡並不完全符合Stokes定律。F取決於介質中的其他因子，如凝膠厚度，顆粒大小，甚至介質的內滲等。

電泳遷移率(mbility)m規定為在電位梯度E的影響下，顆粒在時間t中的遷移距離d。

遷移率的不同提供了從混合物中分離物質的基礎，遷移距離正比於遷移率。

G. 電泳儀電源

電壓電流和功率三者確定兩個另一個就可以確定了，所以兩種只是對溫度的要求不同。
實際上，三恆電源主要是跑大板的PAGE膠用的，有溫度感應器。水平板的瓊脂糖電泳就是用雙穩電源就好了