自由溶液或凝胶介质中的颗粒电泳是表征胶体颗粒表面特性的一种强有力的技术。粒子凝胶电泳，即外加电场作用下聚合物凝胶介质中胶体粒子的输运过程，与自由溶液中通常的粒子电泳有很大不同。当颗粒通过凝胶基质的孔隙运移时，颗粒与周围凝胶介质之间的相互作用有两种类型，即颗粒-凝胶摩擦引起的近程位阻相互作用和远程水动力相互作用。对于致密的凝胶，其粒径大于凝胶介质中的孔径，空间效应是主导的，可以应用声誉理论。另一方面，对于粒径比凝胶孔径小得多的稀凝胶，必须考虑颗粒与凝胶介质之间的长期水动力相互作用。

图1所示。软颗粒凝胶电泳。

在稀凝胶介质中，粒子的电泳迁移率可以表示为由于远距离流体动力相互作用而产生的电泳迁移率和一个表示空间效应的因子的乘积。我们关注软颗粒在凝胶介质中由于远程流体动力相互作用的电泳迁移率。对这一电泳问题的理论研究很多。这些研究大多基于Brinkman-Debye-Bueche模型，将交联聚合物段网络视为饱和电解质溶液的多孔骨架，并采用有效的介质方法。在该模型中，将凝胶介质中的聚合物段视为阻力中心，对凝胶介质中流动的液体施加摩擦力。请注意，对于带电的凝胶，存在电渗透流，它与粒子运动的方向相反或相同，这取决于粒子和凝胶是可能带电还是相反。特别是Allison等人，基于Brinkman-Debye-Bueche模型和推导的电泳迁移率表达式，考虑了不带电凝胶介质中的颗粒凝胶电泳。Li, Hill等人将Allison等人的理论推广到带电凝胶介质中的电泳。Ohshima为带电或不带电的聚合物凝胶介质中粒子的电泳迁移率推导了一个简单的解析表达式。Li, Allison, Hill等人发展了一种软颗粒凝胶电泳理论，即覆盖有离子可穿透的聚电解质表面层的硬颗粒。

自由电解质溶液中软颗粒的电泳理论也是基于Brinkman-Debye-Bueche模型。在上述软颗粒凝胶电泳理论中，Brinkman-Debye-Bueche模型同样适用于聚电解质层内部区域和聚合物凝胶介质。即将软颗粒的聚电解质层内的聚合物段视为阻力中心，对在聚电解质层内流动的液体施加摩擦力。唯一不同的是，聚电解质层中的聚合物段与软颗粒的核心以相同的速度移动，而另一方面，聚合物凝胶介质中的聚合物段固定在介质中。本文详细研究了软颗粒在外加直流电场作用下，在不带电或带电的聚合物凝胶介质中进行凝胶电泳，重点研究了电泳迁移率的解析表达式。推导了软颗粒在聚合物凝胶介质中电泳迁移率的一般表达式和几个近似解析表达式。

Ohshima欲之
日本东京理科大学药学院

出版

软颗粒的凝胶电泳
Ohshima欲之
胶体界面科学，2019年9月

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