带电粒子：电泳分析的对象通常是带电的生物大分子，如带负电的DNA分子和带正电的蛋白质分子。
电场：当样品置于电泳仪中，会在样品和电极之间施加一个恒定的电压，从而产生一个均匀的电场。
迁移速率：在电场的作用下，带电粒子会沿着电场方向移动。粒子的迁移速率取决于其电荷量、分子大小和形状、介质的粘度等因素。
分离机制：
电荷效应：不同分子的电荷量不同，导致它们在电场中的迁移速率不同，从而实现分离。
分子筛效应：在凝胶电泳中，分子通过凝胶孔隙时，较小的分子可以更快地通过孔隙，而较大的分子则被阻碍，因此根据分子大小实现分离。
介质（支持物）：电泳通常在某种介质中进行，这种介质可以是固体凝胶（如聚丙烯酰胺凝胶）、琼脂糖凝胶、纸或其他多孔材料，也可以是无孔的缓冲溶液。
缓冲系统：电泳过程中需要使用缓冲液来维持pH值的稳定，防止电泳过程中pH的变化影响带电粒子的电荷状态。
检测：电泳完成后，可以通过染色、荧光标记、紫外光照射等方式检测和分析分离的分子。
电源：电泳仪的电源用于建立电泳电场，是电泳仪的核心部件之一。电源可以分为普通直流电源、直流稳压电源、直流稳流电源、双稳电源和三恒电源等，它们在输出电压、电流的稳定性以及功率输出上有所区别。
电泳槽：电泳槽是样品分离的场所，是电泳仪的主要部件。槽内装有电极、缓冲液槽、电泳介质支架等。电泳槽的种类很多，按电泳的形式可分为自由界面电泳槽、管状电泳槽以及板状电泳槽。
恒温循环冷却装置：提供循环冷却水，可将电泳槽的冷却板温度控制在一定范围内，以保持电泳过程中的温度稳定。
伏时积分器：用于记录电泳过程中的电压和时间，以确保电泳条件的一致性。
凝胶烘干器：用于电泳后的凝胶干燥，便于后续的染色和分析。
分析检测装置：包括染色和扫描等检测单元，用于对电泳后的样品进行分析和检测。扫描或检测设备可分为可见光源、紫外光、荧光和激光光源等，通过扫描电泳条带，可得出各组分的相对百分比或绘制曲线图。
高压电泳仪：对于毛细管电泳，需要施加高电场强度与高电压，因此使用的电泳仪是一种超高压电器装置，应具备良好的绝缘性和稳定的输出功率。
毛细管柱：毛细管电泳仪的核心部件，一般是圆管型的，具有化学惰性、电惰性、紫外及可见光透过性等特性，并且有一定的柔韧性。
高分辨率：电泳仪能够根据分子大小、电荷量和形状等物理化学特性，实现样品中不同组分的高分辨率分离。
操作简便：现代电泳仪通常配备有用户友好的界面，使得操作过程简单直观，便于实验人员快速上手。
自动化程度高：许多电泳仪具备自动化功能，如自动灌胶、自动上样、自动染色和自动数据分析等，减少了人工操作的繁琐性，提高了实验效率。
温度控制：电泳仪通常配备有温度控制系统，以保持电泳过程中的温度恒定，这对于凝胶电泳尤为重要，因为温度的变化会影响电泳速度和分离效果。
多种电泳模式：电泳仪能够支持多种电泳技术，如SDS-PAGE、等电聚焦电泳、毛细管电泳等，以适应不同的实验需求。
精确的电压和电流控制：电泳仪能够提供精确的电压和电流输出，以确保电泳过程的稳定性和重复性。
安全性能：电泳仪设计有多重安全保护措施，如漏电保护、过热保护和过压保护等，以确保实验人员的安全。
数据分析能力：电泳仪通常配备有数据分析软件，能够对电泳结果进行定量分析，如计算分子量、浓度、纯度等参数。
兼容性好：电泳仪能够兼容多种类型的电泳介质和样品，如琼脂糖凝胶、聚丙烯酰胺凝胶等，以及不同的样品载体。
耐用性和稳定性：电泳仪的构建材料和设计能够承受长时间的使用，保持设备的稳定性和耐用性。
环境适应性：电泳仪能够在不同的实验室环境中稳定工作，包括不同的温度、湿度和电源条件。
经济性：相比于其他分析仪器，电泳仪通常具有较高的性价比，尤其是在教育和研究领域。
多功能性：除了基本的电泳功能外，一些电泳仪还集成了其他功能，如等温扩增、杂交分析等，使其成为多功能的实验平台。
蛋白质组学研究：用于分离和分析复杂的蛋白质混合物，鉴定新的蛋白质以及研究蛋白质的修饰和相互作用。例如，在疾病相关的蛋白质组学研究中，通过垂直电泳仪可以比较正常组织和病变组织中蛋白质的表达差异，从而发现潜在的生物标志物。
基因工程：在重组蛋白的表达和纯化过程中，用于监测和鉴定目标蛋白的表达情况。
DNA片段分析：水平电泳仪常用于DNA片段的分析，可以同时处理大量的样品，提高工作效率。
疾病诊断：在某些遗传性疾病的诊断中，电泳仪能够帮助检测基因突变和异常蛋白表达。对于此类应用，电泳仪需要与特定的检测试剂和分析软件配套使用，以实现准确的诊断结果。
化学分析中的电泳仪应用：
离子分析：在化学分析中，电泳仪可用于分离和检测各种离子。此时，需要仪器能够提供精确的电场条件，以实现不同离子的有效分离和定量测定。
药物分析：对于药物研发和质量控制，电泳仪可以用于分析药物的纯度、杂质含量和药物代谢产物等。在这种场景下，对仪器的灵敏度和检测限有较高要求。
工业生产中的电泳仪应用：
食品工业：在食品质量检测和成分分析中，电泳仪可以用于检测食品中的添加剂、污染物和营养成分等。由于工业生产中的样本数量大且处理速度要求高，因此需要选择高效、稳定且易于维护的电泳仪。
环境监测：在环境监测领域，电泳仪可用于检测水样中的重金属离子、有机污染物等。仪器的耐用性和对复杂环境样本的适应性是重要的考量因素。
教育和培训场景中的电泳仪应用：
教学实验：在高校和职业学校的实验室教学中，电泳仪通常用于演示基本的电泳原理和实验操作。此时，仪器应具有简单易懂的操作界面和安全保护功能，以确保学生能够顺利进行实验并掌握相关知识。
培训课程：用于专业培训，教授电泳技术的原理和操作。
准备工作：首先，需要将电泳槽的两个电极与电泳仪的直流输出端用导线连接，注意极性不要接反。在实验前，确保所有电路和组件处于稳定状态。
设置电压和电流：开启电泳仪电源开关，并根据实验需求调节电压和电流范围。可以选择恒压或恒流模式，具体取决于实验要求。
施加电压：接通电源后，缓缓旋转电压调节钮直到达到所需电压为止，设定电泳终止时间，此时电泳即开始进行。在某些情况下，电压会根据实验需要逐步升高。
样品加载：将样品加入到电泳槽的加样孔中，确保样品均匀分布，并避免气泡的产生。
电泳过程：电泳过程通常持续一段时间，直到指示剂迁移到指定位置或达到设定的终止时间。在此期间，保持电压稳定。
结束电泳：当电泳达到预定时间或条件后，关闭电源，停止电泳过程。
结果分析：取出样品凝胶，进行染色和成像分析，以观察和分析分离后的分子。
设备清洁与维护：工作完毕后，应将各旋钮、开关旋至零位或关闭状态，并拨出电泳插头。同时，清洗并晾干电泳槽和其他相关设备，以确保下次实验的顺利进行。
遗传分析：通过电泳分离不同的DNA片段或RNA分子，研究人员能够识别出特定基因组区域的变异，这对于遗传性疾病的研究和诊断至关重要。
蛋白质表达分析：利用电泳分离不同种类的蛋白质，以确定它们之间的相互作用关系和可能的疾病风险因素，这对于理解疾病机制和开发新疗法非常重要。
生物标志物检测：在开发新型诊断技术和治疗方法时，电泳分离可帮助科学家发现潜在的生物标志物，这对于早期疾病诊断和治疗监测非常重要。
药物筛选：电泳用于评估药物在体内的分布和代谢情况，为新药研发提供数据支持，这对于药物开发和优化药物疗效至关重要。
免疫学研究：通过电泳分析抗体和抗原反应的结果，了解机体免疫系统的工作机制，这对于疫苗开发和免疫治疗研究非常重要。
疾病诊断：电泳技术在疾病诊断中也有重要作用，例如通过电泳分离和检测血液或尿液中的蛋白质，可以辅助诊断某些肾脏疾病或血液疾病。
药物研发中的辅助：在药物研发过程中，电泳技术可用于药物分子的分离、纯化和鉴定，此外，通过电泳分析药物与生物大分子（如蛋白质或DNA）的相互作用，可以为药物作用机制和药效学研究提供重要信息。
食品安全电泳检测：在食品安全领域，电泳技术可用于检测食品中的添加剂、污染物和有害物质，例如通过电泳分离和检测食品中的农药残留或重金属离子，可以评估食品的安全性和质量。
差异蛋白表达分析：电泳仪用于癌症和疾病机制研究中的差异蛋白表达分析，帮助识别与癌症相关的生物标志物。例如，通过荧光差异双向凝胶电泳技术筛选肾透明细胞癌及癌旁正常肾组织差异表达蛋白质点，成功鉴定了多种蛋白质，其中一些为首次筛选出的肾癌差异表达蛋白。
肿瘤标记物的筛选：电泳技术用于寻找与癌症相关的肿瘤标记物，这对于癌症的临床诊断、药物治疗靶点的选择及预后监测非常重要。例如，在肾癌研究中，通过电泳技术筛选出的新差异表达蛋白有望成为肾癌分子生物学标记物。
癌症早期诊断：毛细管电泳（CE）和微芯片毛细管电泳（MCE）在癌症早期诊断中起着关键作用，它们可以对小样品进行快速有效的分离，非常适合分析复杂样品中的小分子和大分子生物标志物。
癌症治疗学研究：电泳技术在癌症治疗学研究中也有应用，例如通过CE/MCE平台进行的癌症生物标志物研究，这些平台可以构建成用于基因组学、蛋白质组学和代谢组学研究的多种平台，以发现生物标志物。
循环肿瘤细胞（CTC）的检测：介电电泳（DEP）作为一种独立于EpCAM、无标记的富集系统，可以仅根据稀有细胞的特定电特性来分离稀有细胞，这对于前列腺癌（PC）预后和诊断的潜在诊断工具非常重要。
基因突变检测：电泳仪结合Sanger测序用于肿瘤研究中癌症的基因分析，尤其是在检测体细胞突变方面非常重要。例如，SeqStudio基因分析仪上使用扩展版RAS试剂盒进行金标准Sanger测序，检测低频变异。
蛋白质组学研究：MALDI-TOF质谱结合电泳技术在蛋白质组学研究中用于鉴定肺癌细胞中的蛋白质，为非小细胞肺癌（NSCLC）早期诊治提供潜在的血清生物标志物。
癌症转移研究：电泳技术用于研究癌症细胞的侵袭转移，例如通过检测基质金属蛋白酶（MMP）的活性和表达量，研究泽泻醇B对4T1乳腺癌细胞侵袭转移的影响。