
陽離子電泳
kataphoresis(中文譯作“電泳”或“電遷移”)是物理化學和生物化學領域中的一個專業術語,指帶電顆粒在電場作用下向相反電極定向移動的現象。這一現象由俄國科學家費迪南德·弗雷德裡克·羅伊斯于19世紀首次發現,其原理被廣泛應用于生物大分子分離、工業塗層制備及醫學診斷等領域。
從機制上看,katapheresis的本質是帶電物質(如蛋白質、DNA或膠體顆粒)在電場中受庫侖力驅動産生的遷移。其遷移速度與顆粒的電荷量、電場強度及介質黏度相關,具體公式可表示為: $$ v = frac{E cdot q}{6 pi eta r} $$ 其中$v$為遷移速度,$E$為電場強度,$q$為顆粒電荷量,$eta$為介質黏度,$r$為顆粒半徑。該公式由亥姆霍茲-斯莫魯霍夫斯基方程推導而來,印證了電泳過程受多重物理參數影響的特征。
現代應用中,電泳技術可分為凝膠電泳、毛細管電泳等類型。例如在基因測序領域,聚丙烯酰胺凝膠電泳能實現單堿基分辨率的DNA片段分離,這一方法被收錄于《分子克隆實驗指南》權威教材。工業上則利用電泳沉積技術制備均勻的陶瓷或金屬塗層,相關标準見ASTM B914-16《金屬電泳塗裝工藝規範》。
需注意與“電滲(electroosmosis)”的區分:前者強調帶電物質的遷移,後者指液體介質本身的移動現象。國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)在《電化學術語表》中對此有明确定義。
“Kataphoresis”是“電泳”的一種專業術語變體拼寫,更常見的拼寫為“cataphoresis”。其核心含義是指帶電粒子在電場作用下的遷移現象,具體解釋如下:
工業塗裝
汽車、金屬制品行業常用“電泳塗裝”(cataphoresis coating),通過電場将帶正電的塗料顆粒均勻沉積到帶負電的金屬表面,形成防腐層。例如,汽車底漆的防鏽處理。
生物化學
用于分離蛋白質、DNA等生物分子。例如,在凝膠電泳中,不同分子量的物質因遷移速度差異而分層,便于分析。
醫學與制藥
藥物傳遞系統中,利用電場引導藥物分子定向移動,提高局部濃度。
如果需要進一步了解電泳塗裝的具體工藝或生物分離案例,可以提供補充說明。
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