毛細(xì)管電泳技術(shù)在檢測分析中的應(yīng)用

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1、2011-12-31毛細(xì)管電泳技術(shù)及其在檢測分析中的應(yīng)用分析化學(xué)毛細(xì)管電泳技術(shù)及其在檢測分析中的應(yīng)用摘要：毛細(xì)管電泳技術(shù)(CE)作為現(xiàn)今一種主要的分析技術(shù)，憑借其高效、靈敏、快速、設(shè)備簡單、廣泛適用性等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。本文簡要概述了CE技術(shù)的原理及特點(diǎn)，并簡述了它在環(huán)境分析、食品分析、藥物分析、生物大分子分析等各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：毛細(xì)管電泳；分析；應(yīng)用4/42011-12-31毛細(xì)管電泳技術(shù)及其在檢測分析中的應(yīng)用分析化學(xué)1.毛細(xì)管電泳技術(shù)簡介1.1產(chǎn)生與發(fā)展毛細(xì)管電泳技術(shù)（CapillaryElectrophoresis,CE）是一種在

2、電泳技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展的一種現(xiàn)代分離技術(shù)。電泳技術(shù)作為一種分離技術(shù)已有近百年歷史，1937年A.Tiselius首先提出：傳統(tǒng)電泳最大的局限是難以克服由高電壓引起的焦耳熱。1967年，Hjerten最先提出了毛細(xì)管電泳的雛形，即在直徑為3mm的毛細(xì)管中做自由溶液的區(qū)帶電泳。但他并沒有完全克服傳統(tǒng)電泳的弊端。直至1981年Jorgenson和Lukacs提出在75μm內(nèi)徑毛細(xì)管柱內(nèi)用高電壓進(jìn)行分離,這時(shí)現(xiàn)代毛細(xì)管電泳技術(shù)真正產(chǎn)生。1984年Terabe將膠束引入毛細(xì)管電泳，開創(chuàng)了毛細(xì)管電泳的重要分支：膠束電動(dòng)毛細(xì)管色譜（MEKC）。1987年Hjerte

3、n等把傳統(tǒng)的等電聚焦過程轉(zhuǎn)移到毛細(xì)管內(nèi)進(jìn)行。同年，Cohen發(fā)表了毛細(xì)管凝膠電泳的工作。近年來，將液相色譜的固定相引入毛細(xì)管電泳中，又發(fā)展了電色譜，擴(kuò)大了電泳的應(yīng)用范圍。毛細(xì)管電泳技術(shù)兼有高壓電泳及高效液相色譜等優(yōu)點(diǎn)，其突出特點(diǎn)是：（1）所需樣品量少、儀器簡單、操作簡便。（2）分析速度快，分離效率高，分辨率高，靈敏度高。（3）操作模式多，開發(fā)分析方法容易。（4）實(shí)驗(yàn)成本低，消耗少。（5）應(yīng)用范圍極廣。自1988年出現(xiàn)了第一批毛細(xì)管電泳商品儀器，短短幾年內(nèi),由于CE符合了以生物工程為代表的生命科學(xué)各領(lǐng)域中對多肽、蛋白質(zhì)(包括酶，抗體)、核苷酸乃至脫氧核

4、糖核酸(DNA)的分離分析要求,得到了迅速的發(fā)展。1.2毛細(xì)管電泳技術(shù)的簡單原理毛細(xì)管電泳的基本裝置是一根充滿電泳緩沖液的毛細(xì)管（如圖1），和與毛細(xì)管兩端相連的兩個(gè)小瓶。微量樣品從毛細(xì)管的一端通過“壓力”或“電遷移”進(jìn)入毛細(xì)管。電泳時(shí)，與高壓電源連接的兩個(gè)電極分別浸人毛細(xì)管兩端小瓶的緩沖液中。樣品朝與自身所帶電荷極性相反的電極方向泳動(dòng)。各組分因其分子大小、所帶電荷數(shù)、等電點(diǎn)等性質(zhì)的不同而遷移速率不同，依次移動(dòng)至毛細(xì)管輸出端附近的光檢測器，檢測、記錄吸光度，并在屏幕上以遷移時(shí)間為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)將各組分以吸收峰的形式動(dòng)態(tài)直觀地記錄下來。圖1圖21

5、.3毛細(xì)管電泳技術(shù)的分離模式（1）毛細(xì)管區(qū)帶電泳（CapillaryZone4/42011-12-31毛細(xì)管電泳技術(shù)及其在檢測分析中的應(yīng)用分析化學(xué)Electrophoresis,CZE）用以分析帶電溶質(zhì)。為了降低電滲流和吸附現(xiàn)象，可將毛細(xì)管內(nèi)壁涂層。CZE是最基本也是最常見的一種操作模式，應(yīng)用范圍最廣，可用于多種蛋白質(zhì)、肽、氨基酸的分析。（2）膠束電動(dòng)毛細(xì)管色譜（MicellarElectrokineticCapillaryChromatography,MECC）在緩沖液中加入離子型表面活性劑如十二烷基硫酸納，形成膠束，被分離物質(zhì)在水和膠束相（準(zhǔn)固定

6、相）之間發(fā)生分配并隨電滲流在毛細(xì)管內(nèi)遷移，達(dá)到分離。MECC是唯一一種既能用于中性物質(zhì)的分離又能分離帶電組分的CE模式。（3）毛細(xì)管凝膠電泳（CapillaryGelElectrophoresis,CGE）在毛細(xì)管中裝入單體，引發(fā)聚合形成凝膠。CGE分凝膠和無膠篩分兩類，主要用于DNA、RNA片段分離和順序、PCR產(chǎn)物分析及蛋白質(zhì)等大分子化合物的檢測。（4）親和毛細(xì)管電泳，在毛細(xì)管內(nèi)壁涂布或在凝膠中加入親和配基，以親和力的不同達(dá)到分離?？捎糜谘芯靠乖?抗體或配體-受體等特異性相互作用。（5）毛細(xì)管電色譜，（CapillaryElectrochroma

7、tography,CEC）是將高效液相色譜（HPLC）的固定相填充到毛細(xì)管中，或在毛細(xì)管內(nèi)壁涂布固定相，以電滲流為流動(dòng)相驅(qū)動(dòng)力的色譜過程。此模式兼具電泳和液相色譜的模式。（6）毛細(xì)管等電聚焦電泳（CapillaryIsoelectricFocusing,CIEF）是通過內(nèi)壁涂層使電滲流減到最小，在兩個(gè)電極槽分別裝酸和堿，加高電壓后，在毛細(xì)管內(nèi)壁建立pH梯度，溶質(zhì)在毛細(xì)管中遷移至各自的等電點(diǎn)，形成明顯區(qū)帶。聚焦后，用壓力或改變檢測器末端電極槽儲(chǔ)液的pH值使溶質(zhì)通過檢測器。CIEF已經(jīng)成功用于測定蛋白質(zhì)等電點(diǎn)，分離異構(gòu)體等方面。（7）毛細(xì)管等速電泳，（C

8、apillaryisotachophoresis,CITP）采用先導(dǎo)電解質(zhì)和后繼電解質(zhì)，使溶質(zhì)按其電泳淌度不