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毛細(xì)管等速電泳（毛細(xì)管等速電泳）

次瀏覽 | 更新時間：2023-05-19

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毛細(xì)管等速電泳

毛細(xì)管等速電泳，在毛細(xì)管內(nèi)進(jìn)行的等速電泳。

毛細(xì)管等速電泳

ＣＥ現(xiàn)有六種分離模式，分述如下：

1.毛細(xì)管區(qū)帶電泳(capillaryzoneelectrophoresis,Cze),又稱毛細(xì)管自由電泳,是CE中最基本、應(yīng)用最普遍的一種模式。前述基本原理即是CZE的基本原理。

2.膠束電動毛細(xì)管色譜(micellarelectrokineticcapillarychromatography,MECC),是把一些離子型表面活性劑(如十二烷基硫酸鈉,SDS)加到緩沖液中，當(dāng)其濃度超過臨界濃度后就形成有一疏水內(nèi)核、外部帶負(fù)電的膠束。雖然膠束帶負(fù)電，但一般情況下電滲流的速度仍大于膠束的遷移速度，故膠束將以較低速度向陰極移動。溶質(zhì)在水相和膠束相(準(zhǔn)固定相)之間產(chǎn)生分配，中性粒子因其本身疏水性不同，在二相中分配就有差異，疏水性強(qiáng)的膠束結(jié)合牢，流出時間長，最終按中性粒子疏水性不同得以分離。MECC使CE能用于中性物質(zhì)的分離，拓寬了CE的應(yīng)用范圍，是對CE極大的貢獻(xiàn)。

3.毛細(xì)管凝膠電泳(capillarygelelectrophoresis,CGE)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。常用聚丙烯酰胺在毛細(xì)管內(nèi)交聯(lián)制成凝膠柱，可分離、測定蛋白質(zhì)和DNA的分子量或堿基數(shù)，但其制備麻煩，使用壽命短。如采用粘度低的線性聚合物如甲基纖維素代替聚丙烯酰胺，可形成無凝膠但有篩分作用的無膠篩分(Non-GelSieving)介質(zhì)。它能避免空泡形成，比凝膠柱制備簡單，壽命長，但分離能力比凝膠柱略差。CGE和無膠篩分正在發(fā)展成第二代DNA序列測定儀，將在人類基因組織計劃中起重要作用。

4.毛細(xì)管等電聚焦(capillaryisoelectricfocusing,CIEF)將普通等電聚焦電泳轉(zhuǎn)移到毛細(xì)管內(nèi)進(jìn)行。通過管壁涂層使電滲流減到最小，以防蛋白質(zhì)吸附及破壞穩(wěn)定的聚焦區(qū)帶，再將樣品與兩性電解質(zhì)混合進(jìn)樣，兩端貯瓶分別為酸和堿。加高壓(6～8kV)3～5min后，毛細(xì)管內(nèi)部建立pH梯度，蛋白質(zhì)在毛細(xì)管中向各自等電點(diǎn)聚焦,形成明顯的區(qū)帶。最后改變檢測器末端貯瓶內(nèi)的pH值，使聚焦的蛋白質(zhì)依次通過檢測器而得以確認(rèn)。

5.毛細(xì)管等速電泳(capillaryisotachor-phoresis,,CITP)是一種較早的模式，采用先導(dǎo)電解質(zhì)和后繼電解質(zhì)，使溶質(zhì)按其電泳淌度不同得以分離，常用于分離離子型物質(zhì)，目前應(yīng)用不多。

6.毛細(xì)管電色譜(capillaryelectrochromatography,CEC)是將HPLC中眾多的固定相微粒填充到毛細(xì)管中，以樣品與固定相之間的相互作用為分離機(jī)制，以電滲流為流動相驅(qū)動力的色譜過程，雖柱效有所下降，但增加了選擇性。此法有發(fā)展前景。

毛細(xì)管電泳(CE)除了比其它色譜分離分析方法具有效率更高、速度更快、樣品和試劑耗量更少、應(yīng)用面同樣廣泛等優(yōu)點(diǎn)外，其儀器結(jié)構(gòu)也比高效液相色譜(HPLC)簡單。CE只需高壓直流電源、進(jìn)樣裝置、毛細(xì)管和檢測器。前三個部件均易實(shí)現(xiàn)，困難之處在于檢測器。特別是光學(xué)類檢測器，由于毛細(xì)管電泳溶質(zhì)區(qū)帶的超小體積的特性導(dǎo)致光程太短，而且圓柱形毛細(xì)管作為光學(xué)表面也不夠理想，因此對檢測器靈敏度要求相當(dāng)高。

當(dāng)然在CE中也有利于檢測的因素，如：在HPLC中，因稀釋之故，溶質(zhì)到達(dá)檢測器的濃度一般是其進(jìn)樣端原始濃度的1%,但在CE中，經(jīng)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件后，可使溶質(zhì)區(qū)帶到達(dá)檢測器時的濃度和在進(jìn)樣端開始分離前的濃度相同。而且CE中還可采用堆積等技術(shù)使樣品達(dá)到柱上濃縮效果，使初始進(jìn)樣體積濃縮為原體積的1/10～1%,這對檢測十分有利。因此從檢測靈敏度的角度來說,HPLC具有良好的濃度靈敏度，而CE提供了很好的質(zhì)量靈敏度?？傊?，檢測仍是CE中的關(guān)鍵問題，有關(guān)研究報道很多，發(fā)展也很快。迄今為止，除了原子吸收光譜、電感耦合等離子體發(fā)射光譜(ICP)及紅外光譜未用于CE外，其它檢測手段如：紫外、熒光、電化學(xué)、質(zhì)譜、激光等類型檢測器均已用于CE。

與HPLC類似,CE中應(yīng)用最廣泛的是紫外/可見檢測器。按檢測方式可分為固定波長或可變波長檢測器和二極管陣列或波長掃描檢測器兩類。前一類檢測器采用濾光片或光柵來選取所需檢測波長，優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)簡單，靈敏度比后一類檢測器高；后一類檢測器能提供時間--波長--吸光度的三維圖譜，優(yōu)點(diǎn)在于在線紫外光譜可用來定性、鑒別未知物。有些商用儀器的二極管陣列檢測器還可做到在線峰純度檢查，即在分離過程中便可得知每個峰含有幾種物質(zhì)；缺點(diǎn)在于靈敏度比前一類略差。采用快速掃描的光柵獲取三維圖譜方式時，其掃描速度受到機(jī)械動作速度的限制。用二極管陣列方式，掃描速度受到計算機(jī)數(shù)據(jù)存貯容量大小的限制。由于CE的峰寬較窄，理論上要求能對最窄的峰采集20個左右的數(shù)據(jù)，因此要很好地選取掃描頻率，才能得到理想的結(jié)果。

毛細(xì)管電泳基本原理

毛細(xì)管電泳（CapillaryElectrophoresis，CE）是八十年代后期在全球范圍內(nèi)迅速崛起的一種分離分析技術(shù)。具有快速、高效、高靈敏度、易定量、重現(xiàn)性好及自動化等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛地應(yīng)用于小分子、小離子、多肽及蛋白質(zhì)的分離分析研究。它又在核酸分離方面顯示出巨大的潛力。電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生焦耳熱。傳統(tǒng)平板凝膠電泳的最大局限性在于其無法克服兩端高電壓帶來的焦耳熱所產(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。因此可以加大電場強(qiáng)度，達(dá)到100～200V/cm，全面提高分離質(zhì)量。

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