电泳的原理是什么？

2025-02-11 11:48:21    3845次浏览

当电泳涂料在电压的作用下施涂于阴极和阳极时，带电的涂料离子向阴极移动，与阴极表面产生的碱性物质反应生成不溶物，沉积在工件表面。电泳包括四个过程:

1.电解

阴极反应开始时是电解反应，产生氢气和氢氧根离子OH-。该反应导致在阴极表面上形成高碱性边界层。当阳离子与羟基反应成为不溶于水的物质时，涂膜沉积，方程式为:H2O→OH-+H+。

2.电泳动

在电场作用下，阳离子树脂和H+向阴极迁移，阴离子向阳极迁移。

3.电沉积

在涂覆的工件表面上，阳离子树脂与阴极表面碱反应，中和并沉淀不溶物质，这些不溶物质沉积在涂覆的工件上。

4.电渗透

固体和工件表面的涂膜是半透明的，有许多孔隙。水从阴极涂膜中排出，在电场的作用下，涂膜脱水，同时涂膜吸附在工件表面，完成整个电泳过程。

电泳的基本原理：

大分子如蛋白质、核酸、多糖等。大多数有阳离子和阴离子基团，称为两性离子。作为分散在溶液中的规则粒子，它们的静电荷取决于介质的H+浓度或与其他大分子的相互作用。在电场中，带电粒子向阴极或阳极迁移，迁移的方向取决于它们的带电符号。这种迁移现象被称为电泳。

如果将生物大分子的胶体溶液置于无干扰的电场中，粒子具有恒定迁移率的驱动力来自于粒子上的有效电荷Q和电位梯度E。它们与介质的摩擦阻力f竞争。在自由解中，这种反作用服从斯托克斯定律。

这里v是半径为r的粒子在介质粘度η中的运动速度。然而在凝胶中，这种抗衡并不完全符合斯托克斯定律。f取决于介质中的其他因素，如凝胶厚度、颗粒大小，甚至介质的渗透。

电泳迁移率m被定义为在电势梯度e的影响下粒子在时间t内的迁移距离d。

淌度的差异为从混合物中分离物质提供了依据，迁移距离与淌度成正比。