毛細(xì)管凝膠電泳技術(shù)

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1、毛細(xì)管凝膠電泳技術(shù)毛細(xì)管電泳技術(shù)（CapillaryElectrophoresis,CE）又稱高效毛細(xì)管電泳（HPCE）或毛細(xì)管分離法（CESM），是一類以毛細(xì)管為分離通道、以高壓直流電場(chǎng)為驅(qū)動(dòng)力，根據(jù)樣品中各組分之間遷移速度和分配行為上的差異而實(shí)現(xiàn)分離的一類液相分離技術(shù)，迅速發(fā)展于80年代中后期，它實(shí)際上包含電泳技術(shù)和色譜技術(shù)及其交叉內(nèi)容，是分析科學(xué)中繼高效液相色譜之后的又一重大進(jìn)展。1987年，Cohen發(fā)表了毛細(xì)管凝膠電泳的工作。當(dāng)電泳從凝膠板上移到毛細(xì)管中以后，發(fā)生了奇跡般的變化：分析靈敏度提高到能檢測(cè)一個(gè)堿基的變化，分離效率達(dá)百萬(wàn)理論塔板數(shù)；分析片段能大能小，小到分辨單個(gè)核苷酸的

2、序列，大到分離Mb的DNA；分析時(shí)間由原來(lái)的以小時(shí)計(jì)算縮減到以分、秒計(jì)算。CE可以說(shuō)是經(jīng)典電泳技術(shù)與現(xiàn)代微柱分離技術(shù)完美結(jié)合的產(chǎn)物。一．毛細(xì)管凝膠電泳的原理不同分子所帶電荷性質(zhì)、多少不同，形狀、大小各異。一定電解質(zhì)及PH的緩沖液或其它溶液內(nèi)，受電場(chǎng)作用，樣本中各組分按一定速度遷移，從而形成電泳。電泳遷移速度(v)可用下式表示：v=uE其中E為電場(chǎng)強(qiáng)度(E＝V/L，V為電壓，L為毛細(xì)管總長(zhǎng)度)。u為電泳淌度。毛細(xì)管凝膠電泳是將板上的凝膠移到毛細(xì)管中作支持物進(jìn)行的電泳。凝膠具有多孔性,起類似分子篩的作用,溶質(zhì)按分子大小逐一分離。凝膠粘度大,能減少溶質(zhì)的擴(kuò)散,所得峰形尖銳,能達(dá)到CE中最高的柱效

3、。電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生焦耳熱。傳統(tǒng)平板凝膠電泳的最大局限性在于其無(wú)法克服兩端高電壓帶來(lái)的焦耳熱所產(chǎn)生的負(fù)面影響。焦耳熱可使篩分介質(zhì)內(nèi)部出現(xiàn)溫度、粘度及分離速度的不均一，影響遷移、降低效率、使區(qū)帶變寬。由于這種負(fù)面影響與電場(chǎng)強(qiáng)度成正比，所以極大地限制了高電壓的引入。也難以提高電泳速度。毛細(xì)管電泳使樣品在一根極細(xì)的柱子中進(jìn)行分離。細(xì)柱可減小電流，使焦耳熱的產(chǎn)生減少；同時(shí)又增大了散熱面積，提高散熱效率，大大降低了管中心與管壁間的溫差，減少了柱子徑向上的各種梯度差，保證了高效分離。因此可以加大電場(chǎng)強(qiáng)度，達(dá)到100～200V/cm，全面提高分離質(zhì)量。在進(jìn)行分析時(shí)將毛細(xì)管內(nèi)充滿了凝膠，毛細(xì)管兩端通高壓電

4、，使凝膠內(nèi)帶電分子移到毛細(xì)管相反電荷的一端。因?yàn)椴煌肿拥拇笮?duì)電荷比不同，就以不同的速率在管中移動(dòng)，達(dá)到毛細(xì)管終點(diǎn)也有快有慢。毛細(xì)管電泳即依此探測(cè)、分離不同分子。二．毛細(xì)管凝膠電泳的特點(diǎn)1.所需樣品量少、儀器簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便。2.分析速度快，分離效率高，分辨率高，靈敏度高。3.無(wú)需核酸染料，安全無(wú)毒。4.無(wú)需制膠，省時(shí)省力。5.無(wú)需照膠，杜絕人工分析結(jié)果誤差。6.自動(dòng)出結(jié)果，包括片段大小和樣品濃度，軟件可輸出電泳峰圖、凝膠電泳圖、DNA片段堿基差異分析、相對(duì)定量分析。三．毛細(xì)管凝膠電泳的應(yīng)用1.PCR條件的優(yōu)化及多重PCR的檢測(cè)2.高分辨率的檢出，相差1-4bp的DNA片段的差異，及相同長(zhǎng)

5、度不同序列的差異3.動(dòng)態(tài)檢測(cè)酶切體系的進(jìn)程4.評(píng)估基因組DNA質(zhì)量高低5.HLA分型6.STR分析7.質(zhì)粒的純度分析8.DNA/DNA雜交9.DNA/蛋白互作