1976年，R.莫汉^[注]等首次将多普勒效应应用于电泳，设计了一个微电泳室，用于大分子的迁移，具有很高的分辨率。1981年，E.E.乌兹吉里斯又将多普勒效应结合电泳用于血细胞测定，取得了良好的效果。随后，人们将该技术用于细菌测量，检测细胞迁移率。经过几十年的发展，多普勒细胞电泳主要应用于细胞的电泳迁移率、表面电荷的变化、细胞活性等参数测定，操作简单，价格低廉。

当光束聚焦在样品池两电极间时，由于带电颗粒在电场作用下的运动，使入射激光频率产生频移。发生频移的激光由光电倍增管接收，并送入信号处理机，从而获取与样品有关的信息。

溶液中的带电粒子在电场中有定向迁移现象，其迁移速度V和电场强度E满足关系：

…（1）

式中u为该粒子的电泳迁移率，如果电场强度用伏/厘米表示，速度用微米/秒表示，则u的单位为微米·厘米/（秒·伏）。u既与粒子的电学性质有关，又与粒子的力学性质、几何形状、溶液性质等因素有关。

多普勒效应是指物体辐射的波长因为光源和观测者的相对运动而产生变化，面对运动的波源，波被压缩，波长变得较短，频率变得较高；在运动的波源后面观察，则产生相反的效应，波长变得较长，频率变得较低。波源的运动速度越高，所产生的多普勒效应越显著。根据光波红/蓝移的程度，可以计算出波源循着观测方向运动的速度。当入射光照到相对于光接收装置并处于运动的粒子上时，运动粒子成为光的“转播者”，其散射光将产生多普勒频移：

…（2）

式中n为悬浮液的折射系数；λ为入射激光波长；为射光束与散射光束的夹角；E为多普勒强度方向K上的场强。由于布朗运动、速度梯度、仪器装置等原因，散射光场光谱在附近展宽为洛伦兹线型。散射光场的功率谱密度：

…（3）

式中，D为平动扩散系数；K为波矢量；为散射光频率；为频谱的半宽度。实验中如果能够测到多普勒频率，由（1）和（2）式可以得到u；测出散射光的光谱线型，由峰值对应频率可以得到u。由光谱线型还可以比较分析散射粒子的性质。

激光多普勒电泳仪主要由激光器、电极、样品池、光电倍增管和信号处理器等部分组成（见图）。

激光多普勒电泳示意图

传统的显微镜电泳是通过测定细胞在电场中穿过某一固定的空间距离所需的时间，从而求得迁移率。而激光多普勒电泳是测定空间某一点上细胞的迁移率，相比之下，激光多普勒电泳技术具有下列优点：①能迅速测定生物颗粒的瞬时电泳迁移率，弥补了传统方法的不足。②研究的领域更广泛，内容更丰富。根据瞬时迁移率可以推算表面电荷，根据粒子渡越光束截面所需的时间可以测定细胞形态参数等。还能测量显微镜看不清的小粒子。③快速、准确，且可以全部实现自动检测，省力、可靠，并且可以在短时间内对大量的生物颗粒进行研究。

作为一种能够精确测定某一点上细胞迁移率的技术，多普勒细胞电泳主要应用于以下几个方面：替代传统显微镜电泳；对抗原和抗体的灵敏反应进行精确检测，可以在短时间内得到结果；对细胞进行分类；能够分辨蛋白，使之能够对生物样品进行微量物质的分析。因此，高效、精确、连续等优点，使得多普勒细胞电泳在生物学领域具有广泛的应用前景。