毛细管电泳技术发展及应用前景

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1、【资料】毛细管电泳技术发展及应用前景毛细管电泳技术(CapillaryElectrophoresis,CE)又称高效毛细管电泳(HPCE)或毛细管分离法(CESM),毛细管电泳方法虽新工艺，但历史悠久，它是在电泳技术的基础上发展的一种分离技术。电泳作为一种技术出现，已有近百年的历史，但真正被视为一种在生物化学小有重要意义的技术,是由1937年A.Tiselius首先提出。传统电泳最大的局限是难以克服由高电压引起的焦耳热，1967年Hjcrtcn最先提出在直径为3mm的毛细管小做自由溶液的区带电泳(CapillaryZoneElectro・phoresis,CZE)。但他没有完全克

2、服传统电泳的弊端。现在所说的毛细管电泳技术(CE)是由Jorgenson和Lukacs在1981年首先提出，他们使用了75mm的毛细管柱，用荧光检测器对多种组分实现了分离。1984年Tcrabc将胶束引入毛细管电泳，开创了毛细管电泳的重要分支：胶束电动毛细管色谱(MEKC)o1987年Hjerten等把传统的等电聚焦过程转移到毛细管内进行。同年，Cohen发表了毛细管凝胶电泳的工作。近年来，将液相色谱的固定相引入毛细管电泳中，又发展了电色谱，扩大了电泳的应用范围。当电泳从凝胶板上移到毛细管中以后，发生了奇迹般的变化：分析灵敏度提高到能检测一个碱基的变化，分离效率达百万理论塔片数；

3、分析片段能大能小，小到分辨单个核苜酸的序列，大到分离Mb到DNA；分析时间由原来的以小时计算缩减到以分、秒计算。CE可以说是经典电泳技术与现代微柱分离技术完美结合的产物。它使分析科学得以从微升水平进入纳升水平，并使单细胞分析，乃至单分子分析成为可能。长期困扰我们的生物大分了如蛋白质的分离分析也因此有了新的转机。毛细管电泳技术是一类以毛细管为分离通道、以高压直流电场为驱动力，根据样品中齐组分Z间迁移速度和分配行为上的差异而实现分离的一类液相分离技术，迅速发展于80年代屮后期，它实际上包含电泳技术和色谱技术及其交叉内容，是分析科学中继高效液相色谱Z后的又一重大进展，它使分析科学得以从

4、微升水平进入纳升水平，并使细胞分析，乃至单分子分析成为可能。是分析科学中继高效液相色谱Z后的又一重大进展，是近几年来分析化学屮发展最为迅速的领域Z-o毛细管电泳技术的基木原理是根据在电场作用卜•离了迁移的速度不同而对组分进行分离和分析，以两个电解槽和与Z相连的内径为20〜100

5、im的毛细管为工具，毛细管电泳所用的石英毛细管柱，在pH>3的情况下，其内表面带负电，和缓冲液接触时形成双电层，在高压电场的作用下，形成双电层一侧的缓冲液由于带正电荷而向负极方向移动形成电渗流。同时，在缓冲液中，带电粒了在电场的作用匚以不同的速度向其所带电荷极性相反方向移动，形成电泳，电泳流速度即电泳淌度

6、。在高压电场的作用下，根据在缓冲液中齐组分Z间迁移速度和分配行为上的差异，带止电荷的分了、中性分子和带负电荷的分子依次流出，带电粒子在毛细管缓冲液小的迁移速度等于电泳淌度和电渗流的矢量和，齐种粒了由于所带电荷多少、质量、体积以及形状不同等因素引起迁移速度不同而实现分离；在毛细管靠负极的一•端开一个视窗，可用各种检测器。冃前已有多种灵蝕度很高的检测器为毛细管电泳提供质量保证，如紫外检测器(UV)、激光诱导荧光检测器(LIF)、能提供三维图谱的二极管阵列检测器(DAD)以及电化学检测器(ECD)o由于毛细管的管径细小、散热快，即使是高的电场和温度，都不会向常规凝胶电泳那样使胶变性，影

7、响分辨率。毛细管电泳技术的分离模式和检测模式的发展同样也是多方面的，经典的分离模式有毛细管区带电泳、毛细管胶束电动色谱、毛细管凝胶电泳等;新方法的发展研究难度大，但近年来却有不小的进展，其小建立新的分离模式和联用技术最为突出。比如建立了阵列毛细管电泳(CAE),亲和毛细管电泳技术(ACE),芯片毛细管电泳(CCE),HH-水毛细管电泳技术(NACE)；木文作者尝试将分了信标技术与毛细管电泳技术相结合进行基因检测，取得较满意效果；国外已开始探索利用CE对PCR产物作DNA单链构象多态性(singlestrandconformationpolymoiphism,SSCP)分析筛查点突

8、变。毛细管电泳技术发展迅速，是色谱最活跃的领域Z-O毛细管电泳技术分离模式主要有以下几种。(1)毛细管区带电泳(CapillaryZoneElectrophoresis,CZE)用以分析带电溶质。为了降低电渗流和吸附现象，可将毛细管内壁涂层。CZE是最基木也是最常见的一种操作模式，应用范围最广，可用于多种蛋口质、肽、氨基酸的分析。(2)胶束电动毛细管色谱(MicellarElcctrokincticCapillaryChromatography,MECC)在缓冲液中加入离了型表面