等电聚焦(IEF)，作为双向凝胶电泳(Two-dimensional polyacrylamide gel electrophoresis，2D-PAGE)第一维，在蛋白质组学研究中起着非常重要的作用。它能够分离各种非常复杂的蛋白质混合物，一直被视为蛋白质组学分析领域的强大工具。本论文研究基于移动中和界面(Moving Neutralization Boundary，MNB)理论，研究了IEF体系运行机制，演绎了一系列I EF理论及其方程，创建了非固化pH梯度等电聚焦（non-IPG-IEF）体系，并利用其可调性探究了其在2D-PAGE分离方法中的应用。　　本论文共分为六章，主要内容概括如下。　　第一章综述了蛋白质组学研究中的关键分离分析技术，特别是2D-PAGE技术在组学研究中的应用，并总结了IEF两种体系的技术发展概况，分析了各自的优缺点。随后着重综述了与IEF关系密切的移动中和界面理论的起源、理论方程、理论验证和理论的完善，分析了其与IEF的关系，最后提出了本论文选题目的、意义和创新点。　　第二章研究内容主要涉及研究电解质溶液电导率的新理论方法。在该研究中，单价离子的迁移率经验方程式被选为研究对象。在离子强度≤0.05 mo l/L条件下，我们根据19种已知单价电解质溶液的电导率数据，对原本存在10％偏差的经验方程进行了校正。校正后，方程的最大偏差缩小到了4.5％。利用校正后的方程进行预测实验，其结果与利用移动界面方法检测到的盐离子确切迁移率有高度的一致性，其与在0.10 mo l/L离子强度下用Lucy方程计算的32种有机离子的迁移率也高度吻合。据此我们推导了一个更准确的公式条件，其在离子强度<0.02 mol/L下最大偏差值仅为2％。由于离子迁移率的信息可以在参考文献中找到，且电解质电导率的检测简便易行，因此本方法使得对于离子迁移率的研究变的非常容易。　　第三章研究内容主要涉及IEF电流理论方程的发展和no n-IPG-IEF体系的建立。根据Svensson-Tiselius的微分方程和MNB的概念，以CAs-IEF和IPG-IEF体系中的电流为切入点，建立了CAs-IEF和IPG-IEF体系电迁移电流、扩散电流理论及其方程式，结合MNB判别式理论建立了non-IPG-IEF体系，并由IEF电流理论方程推导出IPG-IEF和non-IPG-IEF体系电导方程，随后对其进行了实验验证。在这两类IEF体系电导方程基础上，提出基于电导检测的I EF结果预评估方法，此方法简单、实用，能预测IPG-IEF和non-IPG-IEF体系运行样品是否含有盐份、胶条是否水化完全、是否有电极接触不良等多种问题，从而快速修正实验，提高实验效率。　　第四章研究内容主要涉及non-IPG-IEF和IPG-IEF稳定性机制研究。在理论部分，根据MNB判别式理论深入分析并推导了IPG-IEF体系的判别式Rr值，通过判别式理论比较了 IP G-IEF体系中的氢离子和氢氧根离子的流通量，揭示了IPG-IEF稳定性机制。在两类IEF体系中，我们在电迁移电流、扩散电流理论及其方程式等基础上，演绎出导致no n-IPG-IEF平原化现象的水生成理论方程，分析了no n-IP G-IEF平原化现象的机理。最后，通过IP G-IEF体系p H梯度的动员实验演示，进一步印证了前述理论。结果显示，(i) IP G-IEF体系由于两性电解质固定在凝胶基质上，氢离子和氢氧根离子的流通量基本平衡，固化pH梯度的漂移得到了很好的控制；(ii)由于non-IPG-IEF体系中两性电解质处于游离状态，所以体系平衡状态时存在高扩散电流，但是IPG-IEF体系中仅有微弱的电流存在；(iii)高的扩散电流导致了 non-IPG-IEF体系中水的生成量增加，进而产生较严重的平原化现象。　　第五章研究内容主要是基于MRB理论的新型可调non-IPG-IEF体系的创建。在该体系中，通过选择不同 R值的电极液对，演示了不同电极液对的IEF调节实验，然后以模式蛋白为样品分别进行了IPG-IEF与no n-IP G-IEF，对其分辨率和灵敏度进行了分析。随后，分别以模式蛋白和结肠癌细胞全蛋白为样品，利用2DE分析软件PD Quest分析比较了IPG-IEF和可调的non-IPG-IEF作为第一向的2DE结果的分辨率和灵敏度。结果显示，(i)通过选择不同的电极液对可以创建基于MRB的可调的pH梯度；(ii)使用non-IPG-IEF能够取得1.65倍的分辨率改善，no n-IPG-IEF作为第一向的2DE能够分辨模式蛋白的亚型，而这在IPG-IEF中是不能实现的；(iii)以可调的non-IPG-IEF为第一向的2DE，其灵敏度相比于IPG-IEF基础上的2DE能够增加2.7倍之多；(iv)在可调的2DE体系中，我们可以额外分辨30%的蛋白斑点。　　第六章内容是对上述离子迁移率方程的校正和IEF新理论、方法和验证性实验结果的分析总结，并且提出了本研究内容需要改进的地方以及今后发展方向。