電泳儀是實現(xiàn)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(xiàn)象。利用電泳現(xiàn)象進(jìn)行物質(zhì)分離的技術(shù),稱電泳技術(shù)。
自從1946年瑞典物理化學(xué)家Tiselius教授研制的第一臺商品化移界電泳系統(tǒng)問世以來,電泳分析儀發(fā)展極其迅速。特別是隨著支持介質(zhì)的更新,各種各樣的電泳分析裝置相繼推出,以適應(yīng)不同國家實驗室進(jìn)行教學(xué)、臨床和科研工作的需要。20世紀(jì)70年代以來,已有越來越多的自動化電泳分析儀相繼被引入臨床實驗室,并在各種疾病的臨床診治中發(fā)揮著越來越重要的作。
1.早期階段(~1970年以前)
支持介質(zhì)有醋酸纖維素薄膜(簡稱醋纖膜)及瓊脂糖凝膠兩大類,這一時期的電泳分析儀多用于蛋白質(zhì)如血清蛋白、脂蛋白、血紅蛋白等項目分析。
2.中期階段(1970年~1990年)
這一時期電泳分析儀主要是可見光/熒光雙系統(tǒng)自動電泳掃描儀,熒光試劑與熒光掃描儀的推出,在臨床上極大地方便了乳酸脫氫酶(LD)和肌酸激酶(CK)同工酶的測定。
3.發(fā)展階段(1990年~至今)
這一時期電泳分析儀以自動化為最大變化特點。常見有全自動熒光/可見光雙系統(tǒng)電泳儀、全自動醋纖膜電泳儀、全自動瓊脂糖電泳儀等幾類。
在溶液中能吸附帶電質(zhì)點或本身帶有可解離基團(tuán)的物質(zhì)顆粒,如蛋白質(zhì)、氨基酸等,在一定的pH值條件下,于直流電場中必然會受到電性相反的電極吸引而發(fā)生移動。不同物質(zhì)的顆粒在電場中的移動速度除與其帶電狀態(tài)和電場強(qiáng)度有關(guān)外,還與顆粒的大小、形狀和介質(zhì)黏度有關(guān)。根據(jù)這一特征,應(yīng)用電泳法便可以對不同物質(zhì)進(jìn)行定性或定量分析,或?qū)⒁欢ɑ旌衔镞M(jìn)行組分分析或單個組分提取制備,電泳儀正是基于上述原理設(shè)計制造的。
電泳的影響因素很多,主要有被分離物質(zhì)的帶電荷量多少、電場強(qiáng)度、緩沖液的pH值和離子強(qiáng)度及支持介質(zhì)的化學(xué)惰性。
常用電泳設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)包括:電源、電泳槽及附加裝置。
根據(jù)電泳中是否使用支持介質(zhì)分為自由電泳和區(qū)帶電泳。
自由電泳不使用支持介質(zhì),電泳在溶液中進(jìn)行。這類電泳又分為非自由界面電泳和自由界面電泳兩類。非自由界面電泳指懸浮在溶液中的帶電粒子(如各種細(xì)胞)通電后全部移動,不出現(xiàn)界面,如顯微電泳等。自由界面電泳中被分離物質(zhì)集中在某一層,形成各自的界面而進(jìn)行定性或定量分析。自由界面電泳需要昂貴精密的電流儀器,僅在少數(shù)特殊電泳如等電聚焦電泳和等速電泳中使用。
區(qū)帶電泳都使用支持介質(zhì),根據(jù)支持介質(zhì)不同分為濾紙電泳、醋纖膜電泳、薄層電泳和凝膠電泳等。此外,根據(jù)支持介質(zhì)的裝置形式不同又可分為水平板式電泳、垂直板式電泳、垂直盤狀電泳、毛細(xì)管電脈、橋形電泳和連續(xù)流動電泳等。
常見的幾種電泳儀有:
1.全自動熒光/可見光雙系統(tǒng)電泳儀
具有熒光/可見光雙系統(tǒng),使用熒光試劑項目如CK、LD同工酶。優(yōu)點靈敏度、準(zhǔn)確度高且采用高壓、低溫系統(tǒng),速度非常快。
2.全自動醋纖膜電泳儀
為可見光單系統(tǒng),使用醋纖膜電泳片,優(yōu)點為自動化程度更高。多用于臨床常規(guī)血清蛋白電泳分析。
3.全自動瓊脂糖電泳儀
為可見光單系統(tǒng),使用瓊脂糖凝膠電泳膠片,優(yōu)點為靈敏度高,可用于低濃度蛋白檢驗,如尿蛋白及腦脊液蛋白,同工酶的分離效果也相當(dāng)不錯,所能做項目較多且靈敏度較高。
4.全自動電泳分析系統(tǒng)
該電泳儀集中了上述儀器的優(yōu)點,自動點樣、電泳、呈色(或染色、脫色)、烘干??捎酶鞣N電泳片,包括瓊脂片、醋酸片、聚丙烯酰胺等,采用可見光及熒光呈色雙系統(tǒng),是一種較理想的電泳儀。
對不同物質(zhì)進(jìn)行定性或定量分析,或?qū)⒁欢ɑ旌衔镞M(jìn)行組分分析或單個組分提取制備,應(yīng)用于臨床醫(yī)學(xué)的實驗室檢驗或科研實驗研究。
1.首先用導(dǎo)線將電泳槽的兩個電極與電泳儀的直流輸出端聯(lián)接,注意極性不要接反。
2.電泳儀電源開關(guān)調(diào)至關(guān)的位置,電壓旋鈕轉(zhuǎn)到最小,根據(jù)工作需要選擇穩(wěn)壓穩(wěn)流方式及電壓電流范圍。
3.接通電源,緩緩旋轉(zhuǎn)電壓調(diào)節(jié)鈕直到達(dá)到的所需電壓為止,設(shè)定電泳終止時間,此時電泳即開始進(jìn)行。
4.工作完畢后,應(yīng)將各旋鈕、開關(guān)旋至零位或關(guān)閉狀態(tài),并撥出電泳插頭。
1.電泳儀通電進(jìn)入工作狀態(tài)后,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(nèi)取放東西,如需要應(yīng)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.儀器通電后,不要臨時增加或撥除輸出導(dǎo)線插頭,以防短路現(xiàn)象發(fā)生,雖然儀器內(nèi)部附設(shè)有保險絲,但短路現(xiàn)象仍有可能導(dǎo)致儀器損壞。
3.由于不同介質(zhì)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(zhì)支持物的電泳不要同時在同一電泳儀上進(jìn)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(guān)聯(lián)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(wěn)壓狀態(tài)下空載開機(jī),但在穩(wěn)流狀態(tài)下必須先接好負(fù)載再開機(jī),否則電壓表指針將大幅度跳動,容易造成不必要的人為機(jī)器損壞。
6.使用過程中發(fā)現(xiàn)異?,F(xiàn)象,如較大噪音、放電或異常氣味,須立即切斷電源,進(jìn)行檢修,以免發(fā)生意外事故。
1.電泳儀的輸出達(dá)不到設(shè)定值
電泳儀的輸出值狀態(tài)遵循“歐姆定律”:電壓U=電流I×(電泳槽)電阻R
電阻R相對不變的情況下,U、I、P(功率P=電流I×電壓U)中任意1個參數(shù)恒定,其他參數(shù)也隨之恒定;而任意1個參數(shù)變化,其他參數(shù)也隨之正比變化。
如果電泳儀的輸出電壓U達(dá)不到預(yù)置值,應(yīng)首先觀察I或P是否已經(jīng)恒定,或者已經(jīng)達(dá)到電泳儀所規(guī)定的最大I或P(JY電泳儀均有明確指示燈標(biāo)志)。如果尚未達(dá)到極限值,將已經(jīng)恒定I或P的設(shè)置調(diào)大(有必要的話至極限值),才能夠提高電壓輸出。
如果電泳儀的電流I達(dá)不到預(yù)置值,可調(diào)整電壓U或功率P。如果電泳儀的功率P達(dá)不到預(yù)置值,可調(diào)整電壓U或電流I。
2.電腦控制電泳儀過壓報警
(1)檢查是否空載使用。
(2)是否電泳槽未加緩沖液。
(3)是否電泳槽鉑金絲斷。
3.過流保護(hù)
(1)是否存在電泳槽短路現(xiàn)象。
(2)緩沖液是否選錯。
4.漏電保護(hù)
(1)是否有液體濺入儀器內(nèi)部或輸出接口上。
(2)是否有很多灰塵落入儀器內(nèi)部。