实验十二  电泳

一、目的要求

1）掌握电泳法测ζ电势的原理和技术；

2）从实验现象中加深对胶体的电学性质的理解，即在外电场作用下，胶粒和介质分别向带相反电荷的电极移动，就产生了电泳和电渗的电动现象（因电而动）。

二、基本原理

1．电泳

由于胶粒带电，而溶胶是电中性的，则介质带与胶粒相反的电荷。在外电场作用下，胶粒和介质分别向带相反电荷的电极移动，就产生了电泳和电渗的电动现象。影响电泳的因素有：带电粒子的大小、形状；粒子表面电荷的数目；介质中电解质的种类、离子强度，pH值和粘度；电泳的温度和外加电压等。从电泳现象可以获得胶粒或大分子的结构、大小和形状等有关信息。

2．三种电势

：热力学电势（或平衡电势），固体表面相对溶液的电势，=f（固体表面电荷密度，电势决定离子浓度）。

j_d：斯特恩电势。

离子是有一定大小的，而且离子与质点表面除了静电作用外，还有范德华吸引力。所以在靠近表面1-2个分子厚的区域内，反离子由于受到强烈的吸引，会牢固的结合在表面，形成一个紧密的吸附层，称为固定吸附层或斯特恩层；在斯特恩层中，除反离子外，还有一些溶剂分子同时被吸附。反离子的电性中心所形成的假想面，称为斯特恩面。在斯特恩面内，电势呈直线下降，由表面的直线下降到斯特恩面。称为斯特恩电势。

z：电动电势。

当固、液两相发生相对移动时，紧密层中吸附在固体表面的反离子和溶剂分子与质点作为一个整体一起运动，其滑动面在斯特恩面稍靠外一些。滑动面与溶液本体之间的电势差，称为 电势。电势与电势在数值上相差甚小，但却具有不同的含义。应当指出，只有在固、液两相发生相对移动时，才能呈现出电势。

      电势的大小，反映了胶粒带电的程度。电势越高，表明胶粒带电越多，其滑动面与溶液本体之间的电势差越大，扩散层也越厚。当溶液中电解质浓度增加时，介质中反离子的浓度加大，将压缩扩散层使其变薄，把更多的反离子挤进滑动面以内，使电势在数值上变小当电解质浓度足够大时，可使电势为零。此时相应的状态，称为等电态。处于等电态的胶体质点不带电，因此不会发生电动现象，电泳、电渗速度也必然为零，这时的溶胶非常容易聚沉。

3．电泳公式        

    当带电胶粒在外电场作用下迁移时，胶粒受到的静电力f₁为：

                            (1)

其中q为胶粒的电荷，E为电场强度(或称为电位梯度)

本次实验研究的Fe(OH)₃为棒形胶粒。棒形胶粒在介质中运动受到的阻力f₂按Stokes定律为：

                        (2)

其中r为胶粒的半径，为电泳速度，为介质的粘度，当胶粒运动速度即电泳速度达到稳定时，f₁ =f₂，结合(1)、(2)式得到：

                         (3)

根据静电学原理可知

                           (4)

其中r为胶粒的半径，为介质的界电常数，

所以有

                         (5)

                       (6)

由该式可知，若已知、，可通过测定和E算出电势。该式只适合于C·G·S单位制，且得出电势的单位为静电伏特。若各物理量都采用SI单位，r的单位为m；的单位为m·s^-1 ；的单位为Pa·s；E的单位为V·m^-1此时公式为：

 伏特           (7)

三、仪器与试剂

界面移动电泳仪；213型铂电极两个；高压数显稳压电源；滴管2根；烧杯（250mL）；玻璃棒一根；FeC1₃溶液（10%）；KCl溶液（0.02 mol·L^-1）；

四、实验步骤

1．仪器装置图如下。

图1. 实验装置图

2．溶胶的制备：

在不断搅拌的条件下、将FeC1₃稀溶液滴入沸腾的水中水解，即可生成棕红色、透明Fe(OH)₃溶胶：

FeCl₃+3H₂O Fe(OH)₃↓+3HCl

部分氢氧化铁跟盐酸作用

Fe(OH)₃+HCl=FeOCl+2H₂O

FeOCl=FeO⁺+Cl^－

氢氧化铁吸附溶液中带正电荷的离子（FeO⁺），胶团结构为：     

                          { [Fe (OH)₃ ]_m  ? y Fe O⁺ ,  ( y-z ) Cl^- }^z+  ? z Cl^-

                  分子团   选择吸附离子   紧密层     扩散层

胶粒带正电荷，因此在电场作用下向阴极移动，出现电泳现象。

3．测定电泳速度和电位梯度

打开活塞，在电泳仪中装上待测Fe(OH)₃溶胶至一定高度（便于观察界面的移动）。用滴管将KCl溶液从电泳仪两臂的玻璃管壁等量缓慢加入，出现清晰界面才可以，否则重新灌装，继续加入KCl溶液至接近支管，注意不能扰动界面，保持界面清晰并使两臂界面等高。轻轻地将Pt电极垂直插入KCl溶液，记下两边界面的高度位置。接通电源，调节电压至180V左右，开始记时，观察液面的变化。

根据通电时间和界面下降的刻度计算电泳速度。

注意事项：

a: 氢氧化铁胶体的电泳速度跟氢氧化铁胶粒的带电量有关，胶粒带电量越大，电泳速度越大。渗析可以减少胶粒中的氯离子，增大胶粒的带电量。

b: 实验时，一旦通电，手就不能再触及电极，拆卸装置时也一定要先切断电源。

c: 要使氯化钾溶液浮在胶体的液面上，并跟胶体之间保持清晰的界面，实验时应注意使胶体的密度比使氯化钾溶液的密度大。这样，使氯化钾溶液加入后不会下沉而跟胶体混在一起。为此，氯化钾溶液的浓度不能太大。

五、数据记录与处理

从直流电源读得电压U=     V，用直尺测得两电极间的距离 =     m，计算E=U/l=       V ·m^-1；记录界面下降高度     m，通电时间     s，计算=      m·s^-1

   将E、数据代入，为介质的界电常数，为介质的粘度，初略地以水的数据代入求出。

（20℃，水）=80.37 F·m^-1

（20℃，水）=0.001Pa·s

 

第二篇：免疫电泳实验报告

分子免疫学实验报告

免疫电泳实验报告

摘要 ：本实验运用火箭电泳、微量电泳、双向免疫扩散等方法测定抗体的效价。

关键词 ：抗体效价测定 ； 火箭电泳 ； 微量电泳； 双向免疫扩散

1 前言

免疫电泳(immunoelectrophoresis)的方法很多，主要有单向免疫扩散、双向扩散电泳、对流免

疫电泳、微量免疫电泳、免疫火箭电泳、免疫固定电泳等几种方法。其中比较常用方法有以下三

种。

火箭免疫（rocket immunoelectrophoresis），该方法是在琼脂板内掺入适量的抗体，在电场的

作用下定量的在含适量抗体的离子琼脂中泳动，当走在前面的抗原遭到琼脂板内的抗体时，形成

抗原体复合物而沉淀出来，走在后面的抗原继续在电场的作用下向正极泳动，在向前泳动过程中，

遇到了前面抗原所沉淀的抗原抗体复合物，由于抗原的增加造成抗原过量时复合物沉淀溶解，并

一同向正极移动而进入新的琼脂板内与未结合的抗体结合，有形成新的抗原抗体复合物沉淀出

来，这样不断地沉淀—溶解—再沉淀，直到全部抗原与抗体结合，当比例合适时，可在短时间内

出现锥形沉淀线，此沉淀线形似火箭，故称火箭电泳，抗原含量越高所形成的火箭峰愈长，因此

依据火箭峰的长度，与标准抗原比较精确地计算抗原的浓。

微量电泳，该方法的原理是不同蛋白质颗粒所带电荷不同，在同一电场中，因泳动速度不同

而发生分离，用于抗原、抗体纯度测定，以及临床诊断。

双向免疫扩散（double immunodiffuison）,根据出现沉淀线时抗体的最高稀释度来计算抗

体的效价，或者依据沉淀线的出现定性抗原，检测疾病。

2 材料与方法

2．1 材料 抗体，抗原，巴比妥钠-HCl缓冲液（pH8.6，0.4M），1.5%琼脂糖凝胶，7%醋酸，

电泳仪，温箱，玻璃板，打孔器等。

2．2 方法

2．2．1 火箭电泳法 配制巴比妥钠-HCl缓冲液（pH8.6，0.4M）；制备1.5%琼脂糖凝胶，煮

沸至完全溶解；取琼脂糖凝胶约15ml，置55 ?C水浴中降温，并加入抗体 200μL，共同孵育；

将二者混匀，铺火箭电泳板，放置冷凝倍比稀释抗原抗体；电泳板打孔(6孔)，加入已稀释的抗

原 (约10 μL/孔 )；电泳3~4h， 电流：30mA/块， 电压：100~120V；待火箭电泳结束，用

0.1%氨基黑染色10min，7%醋酸脱色至条带清晰。

2．2．2 微量电泳法 用移液管取煮沸的琼脂糖凝胶铺板（7.5×2.5cm)，共2块，每块约铺

3ml凝胶(双扩同样方法，铺3块)；给微量电泳板打抗圆孔、抗体槽，并在抗原孔内分别加入阳

性抗原和阴性抗原(约10μL)；电泳约40~60min ， (电压：4~6V/cm；电流：1~5mA/cm)；电泳结束后，取出抗体槽的凝胶，加入15 μL抗体，置

37 ?C温箱过夜。

2．2．3 双向免疫扩散法 铺2块板，同微量电泳；给双扩板打孔(梅花形)，每板打2组，一

块板中央孔加入未稀释的抗原，每组周围6孔加入倍比稀释的抗体；置于37 ?C温箱孵育24~48hr，

测定抗体效价；另一块板中央孔加入未稀释的抗原，每组周围6孔加入倍比稀释的抗体。置于

37 ?C温箱孵育24~48hr，测定抗原效价。

3 结果

3．1 火箭电泳法 表：抗原浓度对应的电泳峰值（cm）

Ag(x)

峰值（cm) 1 1.75 0.5 1.55 0.25 1.4

0.125 1.35 0.06125 0.030625 1 0.87

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分子免疫学实验报告

3．2 微量电泳法 实验结果表明，1/16抗原孔出现沉淀弧，说明了抗原在此浓度下与抗体反应最为敏感。

3．2 双向免疫扩散法 实验结果表明靠阴性抗原处出现沉淀弧，表明了阴性抗原与抗体反应最为敏感。

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