仪器信息网APP

选仪器、听讲座、看资讯

立即体验

当前位置：仪器社区 >色谱 > 毛细管电泳（CE） > 帖子详情

08年的毛细管电泳技术发展及应用前景

省部重点实验室

2012/05/14

毛细管电泳（CE）

毛细管电泳技术（Capillary Electrophoresis, 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中有重要意义的技术，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Hjerten最先提出在直径为3mm的毛细管中做自由溶液的区带电泳（Capillary Zone Electro-phoresis, CZE）。但他没有完全克服传统电泳的弊端。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Terabe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）。1987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；分析片段能大能小，小到分辨单个核苷酸的序列，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子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，根据样品中各组分之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年代中后期，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之后的又一重大进展，它使分析科学得以从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之后的又一重大进展，是近几年来分析化学中发展最为迅速的领域之一。
毛细管电泳技术的基本原理是根据在电场作用下离子迁移的速度不同而对组分进行分离和分析，以两个电解槽和与之相连的内径为20～100μm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，带电粒子在电场的作用下，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。在高压电场的作用下，根据在缓冲液中各组分之间迁移速度和分配行为上的差异，带正电荷的分子、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中的迁移速度等于电泳淌度和电渗流的矢量和，各种粒子由于所带电荷多少、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。目前已有多种灵敏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）。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，其中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），非水毛细管电泳技术（NACE）。毛细管电泳技术发展迅速，是色谱最活跃的领域之一。
一般地说, 这种发展主要涉及毛细管电泳的分离模式、进样技术和检测器。
一、毛细管电泳技术分离模式：
1、毛细管区带电泳（Capillary Zone Electrophoresis, CZE）
毛细管区带电泳是以具有pH缓冲能力的电解质溶液为载体，以毛细管为分离室的一种高压区带电泳，是应用最早也最为广泛的一种分离模式。其分离原理是根据被分析物的电泳淌度不同实现分离。在外加电场作用下，具有不同电泳淌度的分离对象将在彼此分开的区带中迁移，而具有相同电泳淌度分离对象将在同一个区带中共迁移。毛细管区带电泳除具有一般的电泳迁移外，还受到电渗的影响。电渗流指的是溶液在外加电场作用下整体向一个方向运动的现象，它是伴随着电泳而产生的一种电动现象。在毛细管电泳分离中起着重要作用。在毛细管区带电泳中，毛细管内壁如果没有进行修饰，正离子迁移的方向与电渗方向一致，负离子迁移的方向与电渗方向相反。因此，正离子在毛细管的迁移速度加快，负离子在毛细管的迁移速度减慢。多数情况下，电渗的速度比电泳速度快5－7倍，故在毛细管中负离子也总是向负极移动。所以在毛细管区带电泳中利用电渗流可将正/负离子和中性分子一起朝一个方向。如阴极方向产生差速迁移。在一次毛细管区带电泳操作中同时完成正/负离子的分离分析。需要说明的是，分析阳离子时，由于电渗流方向与离子移动的方向一致，不必处理毛细管内壁；但分析阴离子时，电渗流方向通常与离子移动的方向相反。故必须用烷基铵盐，如十二烷基三甲基溴化铵类物质处理毛细管内壁，以使电渗流反向。
2、胶束电动毛细管色谱（Micellar Electrokinetic Capillary Chromatography, MECC）
1984 年Terabe 等首次提出MECC 模式, 采用十二烷基硫酸钠(SDS) 作为表面活性剂形成准固定相, 并加入电中性的环糊精, 分离强疏水性的多环芳烃。MECC 模式是基于CZE, 在运行缓冲液中加入相当浓度的表面活性剂, 当表面活性剂的浓度高于胶束临界浓度时, 表面活性剂的单体就聚集形成球形胶束而起准固定相的作用。常用的表面活性剂有阳离子表面活性剂如溴化十六烷基三甲基铵(CTAB )、阴离子表面活性剂如十二烷基硫酸钠(SDS)、胆汁酸盐(SC) 或去氧胆酸盐(SDC) , 在近期报道中也有用混合胶束作为准固定相。实际操作中,应根据所分离成分的性质选择不同的表面活性剂。在CZE 中无法分离的中性粒子可按自身疏水性的不同在M ECC 中得以分离, 扩展了毛细管电泳的应用范围，尤其在应用于天然药物及其制剂中有效成分——生物碱、黄酮类化合物、蒽醌类化合物等分析上有突出表现。
3、毛细管凝胶电泳（Capillary Gel Electrophoresis, CGE）
凝胶电泳在传统电泳中的应用最广泛。凝胶是一种抗对流介质，并具有分子筛作用，常用的凝胶有聚丙烯酞胺(polyacrylamide)和琼脂糖(agarose)，应用最多的是前者。在毛细管中装入单体，引发聚合形成凝胶。主要用于DNA、RNA片段分离和顺序、PCR产物分析及蛋白质等大分子化合物的检测。
4、毛细管电色谱，（Capillary Electrochromatography, CEC）
毛细管电色谱法( CEC) 是在毛细管中填充或在毛细管壁涂布、键合色谱固定相, 用电渗流或电渗流结合压力流来推动流动相的一种液相色谱法, 是高效液相色谱法和高效毛细管电泳的有机结合。它不仅克服了液相色谱中压力流本身流速不均匀引起的峰扩展的问题,而且峰扩展只与溶质扩散系数有关, 从而获得了接近于毛细管电泳水平的高柱效, 同时还具备了液相色谱的选择性。在CEC 中, 按照固定相的装填方式不同可以分为: 填充毛细管电色谱( PCCEC) , 开管毛细管电色谱( OTCEC) , 整体式毛细管电色谱( MCEC) 。PCCEC 是将固定相装填在毛细管中, OTCEC 是将固定相涂渍或键合在毛细管内壁上, MCEC 是通过在毛细管内原位聚合或固化的方法, 制成的具有多孔结构的整体式固定相。CEC还具有其自身的特点，其采用高压直流电源代替高压泵, 用电渗流来驱动流动相, 流速在管中不是呈抛物线轮廓, 而是呈扁平的塞子流型, 因而在毛细管中没有流速梯度, 谱带展宽效应十分小, 这是CEC 比HPLC 柱效高的根本原因。CEC 没有背压问题, 可以使用粒度更小的填料与更长的毛细管柱, 具有更高的分辨率。在高pH 值下, 毛细管内壁硅醇基的电离度大, 电渗流也大, 可以解决中性化合物的分离问题, 有利于与质谱仪联用; 在低pH 值条件下, 如果选择合适的填料还可以将带电组分很好地分离。此外, 在加电压的同时, 又可附加一定的压力驱动流动相, 这样既可避免分离过程中气泡的产生, 提高稳定性, 又可用压力来控制流速, 缩短分析时间, 实现梯度洗脱。因此，CEC在生物医药与环境分析等领域具有广泛的应用前景。
5、毛细管等电聚焦电泳（Capillary Isoelectric Focusing, CIEF）
CIEF 最早由Hjertén 等根据平板等电聚焦电泳( IEF) 的原理建立。它是将带有两性基团的样品、载体两性电解质、缓冲剂和辅助添加剂的混合物注入毛细管内,当在毛细管两端加上直流电压时,载体两性电解质可以在管内形成一定范围的pH 梯度,样品组分依据其所带电性向阴极或阳极泳动,柱内pH 值与该组分的等电点(pI) 相同时,溶质分子的净电荷为零,宏观上该组分将聚集在该点不再进一步迁移,达到使复杂样品中各组分分离的目的。CIEF 与IEF 相比具有耗时短、样品用量少、易于自动化等诸多优点,与毛细管区带电泳、毛细管电动力学色谱等其他分离模式相比也具有峰容量大、对两性溶质的选择性好等特点。随着CIEF 应用范围的不断拓宽,关于CIEF 的理论研究包括计算机模拟都取得很大进步,在CIEF 分离分析技术方面也取得了长足的发展，已经成功用于测定蛋白质等电点，分离异构体等方面。
6、毛细管等速电泳，（Capillary isotachophoresis, CITP）
毛细管等速电泳是在不连续介质中的一种泳动方式。在毛细管中首先充入电泳迁移速度高于样品中任何离子的背景电解质溶液(称为前导电解质) , 然后注入样品溶液, 紧接着再充入第二种背景电解质溶液(该溶液的电泳迁移速度小于样品中任何离子, 称为终止电解质)。施以高压后, 样品中离子依据各离子的电泳迁移速度在样品溶液2背景电解质溶液的界面发生分离。随着样品各组分的分离, 每个样品组分所分得的电场在发生变化。电泳迁移速度大的离子, 电导较大, 分得的电场较小, 电泳迁移速度逐渐降低; 至平衡时, 样品各组分均以与前导电解质相同的速度在毛细管中泳动, 这就是等速电泳。等速电泳作为毛细管区带电泳的一种浓缩技术, 它是采用特殊的装置将被浓缩的样品充入到毛细管中, 使被分析物的检测灵敏度提高3个数量级。如果在等速电泳浓缩时采用内径大的毛细管柱, 便可允许进入大体积样品溶液, 使检测灵敏度得到进一步提高。等速电泳样品预浓缩是迄今可使样品溶液浓缩倍数最大的一种技术。
二、进样技术：
为了提高分离效率,人们采用了内径更小的分离毛细管,所以进样量也相对减少,最小可达纳升(nl) 级。这固然可以满足分析微量试样的要求,但也就给进样技术提出了更高的要求。首先要求准确度高,即进样量的大小要控制准确;同时要求重现性好,分析同一样品时,每次所进入的样品量要相等,使相对偏差尽量小;还要求进入毛细管的样品组成要与原样品一致,避免样品失真。计算机自动控制进样在某些方面可以部分满足进样的要求,是进样技术的发展和进步必不可少的手段。毛细管电泳所需样品量少,分离毛细管一端可直接作为进样端,且其分离效率高,分析范围广,速度快,可实现在线分析,为一些较复杂的微区环境分析提供了一个很好的分析手段。按照进样所采用的动力原理分类,常用的进样方式有:虹吸进样,压力进样,真空进样和电动力进样。早期采用的还有使用微量注射器通过进样阀将样品注入毛细管顶端的方法,但由于该方法存在死体积和泄漏等问题,并且只能用于内经大于100μm 的毛细管,目前采用这一方法的报道已很少。除了常规进样方法, 另外一些进样方法有如电渗驱动流体动力进样 ,电分流进样 ,以及扩散进样等。针对毛细管电泳进样量少、毛细管的一端即为进样口、分离效率高、分析范围广等特性,可将其运用到一些微区的现场在线分析。
根据进样动力方式可以分成以下几种：
1、流体力学进样
利用流体力学原理进样的技术通常有虹吸进样法、毛细管进样端加压进样法和毛细管尾端抽真空进样法三种形式。进样量大小的控制是通过改变毛细管进出两管口之间的位差或压差,以及作用时间来实现的。但压力的大小受温度和机械精度的影响,很难准确控制,这会造成进样的精确度与重现性不高。相对来说,虹吸进样法利用的是重力因素,可用机械装置使毛细管的进样端与检测端口之间的位差得以准确控制,故其进样量的重现性要比用压差的方法高一些。计算机控制的固定有毛细管进样端的升降器,可使得操作更简便和准确。目前,流体力学进样手段仍是各种毛细管电泳仪中最常具备的。但这种技术也存在局限性,尤其对于粘度高的样品和电泳缓冲液。例如在毛细管凝胶电泳和毛细管电色谱分析中,由于电泳缓冲液加入了胶束、凝胶物质或增加阻力的色谱填充料,流体力学进样方式就不适用了。虽然,随着仪器的进步,该种方式在定量上的精确度有所提高,但由于方法本身的限制,使得很难进一步提高进样量的准确性。另外,流体力学进样所用的装置较复杂,设备体积重量大,成本较高。
2、电动力进样
电动力进样是依据电泳与电渗流原理而被普遍应用于CE 进样的一种方式,其进样量与电泳淌度μep ,电渗淌度μeo ,电位梯度E和进样时间t有关。一般通过控制进样电压与施加电压的时间来控制进样,对于电压的精确较易实现。为了进一步提高电动力进样精确度,Lee 等人采取电流对时间的积分来修正进样量。μep ,μeo是影响进样量的两个主要因素。μeo控制了样品区带长度,但由于试样各组分具有不同的μep ,淌度大的组分进入毛细管内的质量要比淌度小的组分多,因此导致了电渗进样方式的最大一个不足之处,就是进样时存在组分歧视。电动力进样的动力来源于电泳介质本身,因此可用于高粘度样品的分析,从而扩展了分析样品类型的范围,且所需要的进样装置较简单,因为采用电压控制,操作灵敏度也增加了。但该种方法存在组分歧视,使得分析结果失真,至少不能采用归一化法对各组分的相对含量进行估测。通常有两种形式的歧视,其一,由于各组分的淌度不同,淌度大的组分被引入的量要多于淌度小的组分,于是产生组分歧视。其二,由于试样或标准溶液的电导与管内缓冲液电导差异而产生的试样歧视。在分析一些含量极小的组分时,为了提高分析的灵敏度通常采用了场放大进样技术,这是电动力进样的扩展。该方法是将样品溶于电导较小的缓冲液,当进样时,在离子强度低的稀缓冲液中的组分,就处于电场强度较高的状态,运动比在管内大部分高电导的缓冲液中要快许多。于是,样品中的阳离子(如果进样端为正极时) 就会迅速迁移至样品液与缓冲液的边界上,随后速度开始下降,阳离子便堆积在这一界面上形成一个被浓缩了的区带,中性离子仍分布于整个样品液,而阴离子则浓缩在样品液的尾部与后续缓冲液的界面附近。如果在进样前先引入一小节电导更小的去离子水,样品会得到更大程度的浓缩,因为去离子水的离子强度很低,所得到的电场强度就很大,离子通过的速度就会很快。设原样品的缓冲液的浓度与管中缓冲液的浓度比为γ,场放大的进样后,组分的宽度与γ成正比。如果两者浓度差越大,则分析峰越窄,该方法也是解决区带展宽、浓缩组分的一个行之有效的方法。在电动力进样的实际应用方面,Ross 和Andrew最初设计了微电极直接同分离毛细管相连形成一微进样器从而进行单个细胞进样在线分析操作过程,即在一微操纵器的控制下,将毛细管的管口与已分离的某个特定细胞对齐通过电迁移将单细胞移入管内。微电极电动力进样目前已应用于多种细胞的分析。
3、电渗驱动的流体动力进样
断口电渗进样是由Linhares 和kissinger 提出的。将距毛细管进样端大约5 cm 处烧掉一小段聚酰亚胺层,并用环氧树脂将其固定在载玻片上。再用利器将该处切断,然后放入盛有缓冲液的塑料瓶中,在瓶中插入Pt 电极作为进样的阳极,进样端伸出。进样时,首先将进样端与出口端放置在同一水平以避免虹吸产生,然后将进样端(A) 插入样品池中,在断口处(B) 的电极与出口端(C) 的阴极间加一进样电压,此时这一段毛细管内产生了从B 流向C 的电渗流,从而带动了AB 段内的溶液由A 流向B ,即将样品吸入。移去样品池,换成缓冲液池,在池中插入电泳驱动的阳极,然后施加电压进行样品的电泳分离。该进样方式综合了流体力学与电动力进样两种方式的优点。其实质是将毛细管中的电渗流作为一微型泵,应用电渗流的拉力将样品引入。因此,也称该方式为“电驱动流体力学进样”。这种方法不存在组分歧视。但最近也有人认为这种方法仍存在一定的组分歧视。据认为,当在断口处电极上加上正电位时,进样口缓冲液的电势尚为零,于是两者间存在电势差,形成了一个近似电容器的环境,从而导致低淌度的溶质进入的量多于高淌度物质。若将断口处的电极与样品池中电极相连,消除电势差,这样可在很大程度上减少组分歧视。
4、扩散进样
扩散进样方式通过调整样品池高度,使其液面与毛细管出口端的液面严格水平,利用进样端管口处样品溶质与毛细管中电解质缓冲液存在浓度梯度的原理使样品组分直接扩散进入管内。因为该进样方法不采用电压,所以在一定程度上,克服了因淌度不同产生的组分岐视。并且该方法具有较好的定量特性,较强的抗样品基质干扰和一定的抗区带电场畸变的能力。同时,也可用于毛细管凝胶电泳及电色谱进样。但该种扩散方法使得工作效率大大减慢了,该方法应用得并不普遍。
5、微注射器进样及其它进样方式
微注射器压力进样方式的做法是在一只微注射器上连接一个非常细小的移液管尖,移液管的尖端的直径比毛细管的内径还小,可直接插入分离毛细管管口。Chiu 等人将毛细管端口加工成锥形,能达到渺升级(10 - 18) 以及毫微微升(10 - 15) 级直接进样的目的,甚至可达单分子进样。实验研究了细胞大小的囊泡、微细胞状的有机囊泡、以及DNA 分子的进样,并将其同电动力和流体力学进样相比较,认为更易控制并且进样的重现性更高。微渗析取样是一种对活体动物进行直接取样的技术,应用在毛细管电泳分析的取样方法上,分析离线的微渗析样品,它是在样品收集后,用毛细管电泳进行间接分析。直接将微渗析取样同分离毛细管连接在一起,作为毛细管电泳的取样方式是由Hogan 和Lunte 实现的 ,可视为活体直接分离分析的新途径。为了避免进样方法给定量分析带来的误差,也可
以采用辅助手段来修正。通过加入一种或两种内标的修正是解决问题的例子。但内标的选择同样较复杂。为此有人在进样和分离中通过控制电泳流的方法来提高定量精度。
三、检测器：
由于CE 中溶质区带超小体积的特性, 对检测器灵敏度要求很高, 可以说检测是CE 中的关键问题。现有的检测器可分为光学检测器、电化学、质谱、核磁共振检测器等。
CE 中应用最广泛的是紫外－可见检测器(UV ) , 其灵敏度较低, 但通用性好, 适用于小分子如药物类分析。激光诱导荧光检测器(LIF) 灵敏度可比UV 高1000 倍, 但造价昂贵, 大多数样品需要衍生。当然这也增加了选择性。DNA 序列的分析必须用LIF, 特殊的LIF 可做到单分子水平检测。已达到光谱分析方法的极限。现已有大量相对廉价的激光光源可供选用, 解决了LIF中激发波长较少及价格问题。
电化学检测器(ECD)中的安培检测器是CE中最灵敏的检测器, 可用于单细胞分析。它可分为离柱安培检测和柱后安培检测。前者首先由Ewing 等提出,由于在毛细管两端加了30kV左右的高压, 在毛细管中的电流比电化学电流大6个数量级以上, 为防止电流信号被电泳信号覆盖, 必须将毛细管分离系统和检测系统进行电隔离,用接口联结。由于接口不规则或有间隙,不可避免造成区带变宽。Huang 等设计了柱后安培检测装置,Baldw用直径大于100μm 园盘电极进行射壁式安培检测, 将工作电极正对着毛细管出口端, 这时电干扰很小, 无需用接口将分离部分与检测部分分开, 这种无接口设计大大简化了装置, 且对电极直径并不苛求, 拓宽了电极材料的选择。当然, 工作电极相对位置对分离效率和灵敏度有很大影响。
下面对两种灵敏度很高得检测器做介绍：
1、激光诱导荧光检测器(LIF)：
1977 年LIF－D首次被引入到微柱液相色谱用于维生素B检测 ,自此激光作为一种新型光源在流动分析系统的潜在优势引起了人们的广泛关注。1985年,Qusman成功地将其应用到毛细管区带电泳后,在生命科学的推动下,LIF－D 得到快速的发展。按照结构划分,LIF－D 主要可分为正交型与共聚焦型两种类型。正交型是指激发光路和发射光路相互垂直,其优点在于激发光对检测干扰较低。这种结构在普通荧光检测中比较常见,但在微分离体系中,这种优势相对于共聚焦结构并不明显。正交型结构需要两套光学体系(激发光路与发射光路) ,结构相对复杂。另外由于空间位阻,不利于使用较大数值孔径的透镜,影响了荧光收集效率的提高。共聚焦结构是指激发光路和发射光路相互成180°,激光聚焦光斑和光阑分别处于透镜的两个共扼焦点上。它仅需一套光学体系,结构简单,可以使用高数值孔径显微镜头,因此它在荧光收集效率及降低背景噪声等方面均达到较高水平。目前共聚焦结构在LIF2D 中应用极为广泛。正是因为诱导荧光检测浓度检出限可达10 - 13 ;激光光束有很高的方向性,使得LIF－D 非常适合于微区检测;另外,LIF－D 还具有很高的选择性,仅对产生荧光或被选择性荧光标记的分子产生响应,能有效消除基体成分的干扰。因此近年来LIF－D 在超痕量生物活性物质和环境污染物检测方面得到了广泛的应用。
2、安培检测器：
主要指应用于CE安培检测的柱端盘电极、在柱电极、双电极、阵列电极。
1）、柱端盘电极:
柱端盘电极是由Ye等首先提出的,是目前应用较多的一种电极形式。使用较大直径的平面盘状电极( ≥100μm) ,简化了准直操作,提高了检测信号的重现性。该种电极成功地应用于CE 柱端安培检测的意义在于,其它不同材料制作的不同形式的电极,例如碳电极、铜电极、各种修饰电极、双电极、阵列电极等都可以用于安培柱端检测。最近Hilmi等将旋转圆盘电极首次应用于CE 柱端安培检测。
2 ）、在柱电极
若将毛细管和电极集成一体则完全省略了调节准直。Zhong等在毛细管末端出口安装一直径25μm的金丝,制成在柱电极。Voegel等用金属喷镀仪在毛细管末端出口处喷镀一层金或铂膜,这种电极制作方式的优点是一次可以制作多根电极。Hua等制作了在柱管状碳电极,并在溶胶凝胶混合物中加入Cu2O ,制作成在柱化学修饰电极检测糖。
3）、双电极
安培检测在CEEC 中的应用与在液相色谱电化学(LCEC) 中的应用在许多方面有相似之处,如电极材料、被测物、检测方式等,曾在LCEC 中广泛应用的各种组合电极也逐渐应用于CEEC。双电极大致包括串行、平行、平行对置双电极等几种形式。
4）、阵列电极
阵列电极优点是电流密度高、比传统电极响应速度快、背景电流低、重现性好、稳定性高,主要形式有微盘阵列、微带阵列、叉指阵列等。
5）、修饰电极
CE安培检测中一般使用微电极进行检测,微电极一般较难进行表面化学修饰。我们制作了4－吡啶基氢醌自组膜修饰的铂电极,该类电极具有高催化活性和稳定性。近期文献报道的化学修饰电极还有Cu2O 修饰碳硅溶胶凝胶电极测糖、铜修饰金电极测糖和抗生素、葡萄糖氧化酶修饰铂电极测葡萄糖、锡修饰的铂电极测酚及其衍生物,金汞齐电极检测红细胞和鼠巨噬细胞中的谷胱甘肽 ,钴酞菁和混合价态氰化钌－铁修饰的碳糊电极检测尿中的草酸和非电活性离子。
四、毛细管电泳技术应用前景：
毛细管的小孔径、高电阻、抗对流、大比表面积等特性使毛细管电泳(CE) 可在高电场、小电流下工作, 实现高效、快速的分析。如今, CE 已象GC 和HPLC 一样, 通过多种模式在分析的各个领域成为重要分析手段。本文只介绍其中几个方
面的进展。
1、在基因工程研究方面的应用
毛细管电泳是以生命科学为依托发展起来的一项新技术。CE 用于DNA 分析始于1988 年, 包括碱基、核苷、核苷酸、寡核苷酸、引物、探针、单链DNA、双链DNA (DNA 片断、PCR 产物) 分析。通常用CGE 或M EKC 来进行基因的分离分析。广泛用于基因突变、法医检验、遗传、临床诊断、DNA 测序等研究。
CE与传统的平板凝胶电泳相比省时、省力且自动化。而高灵敏的安培检测器、LIF 检测器的使用, 极大地拓展了这方面的应用。如LIF用于DNA分析可达zmol 范围。前已述及, 复杂的LIF检测器可测定染色的DNA 单个分子。对现在规模浩大的人类基因组计划而言, 关键在于提高测序的速度。测序的报道很多, 如用短寡核苷酸引物库测DNA 序列、高速DNA序列、毛细管阵列、毛细板阵列等, 测序的速度有了很大提高, 现已有商品CE仪器测DNA 序列。
2、单细胞分析
对作为一个相对独立生物功能体的单细胞中的一些重要组分进行高效、灵敏的检测,将有助于阐明一些重要的细胞生理过程。单个细胞的分析化学已成为分析化学前沿领域的热门课题。对单细胞的分析有超位电极伏安法,液相色谱—电化学检测法,微型玻管电极法,微型薄层色谱法等,但由于灵敏度或选择性方面的问题,均得不到较准确的定量结果。CE检测限低,分离效率高,已广泛用于单细胞多组分定量检测。
3、手性分离
手性药物的立体选择性差异已被证实但长期以来多数手性药物以消旋体供药,这显然会给治疗带来严重影响,因此手性对映体分离有巨大的实用价值。这本是HPLC的强项,但其耗费较大需使用昂贵的特殊固定相并将大量手性试剂加入流动相。而CE所使用的毛细管价格较低,使用溶剂只需要几ml，可以大大节省成本，应用前景广泛。
4、小分子离子分析
毛细管电泳在发展初期主要用于生物大分子的分离分析,但随着生物技术向各领域的渗透,小分子离子的CE在90年代发展起来了。无机离子可采用UV检测,但许多离子在可见光区无明显吸收,因此电化学方法也被较多地用于无机离子的测定。对阳离子分析,一般在缓冲溶液中加入络合剂来改变离子电泳迁移率,提高分离选择性并增加灵敏度。对阴离子分析要加入CTAB等阳离子表面活性剂作为电渗流改性剂,使阴离子迁移方向与电渗流方向相同,且因电迁移速率不同而得以分离。
五、结论
作为一种蛋白质、多肽、核酸及其他生物分子分离和分析的重要技术，近20年来，毛细管电泳的机理探索和应用研究都取得了长足的进展，对毛细管电泳的研究，使其分离效率和分析精度不断提高，也使其应用领域不断扩大，推动了生物技术的不断发展。毛细管电泳今后发展方向仍是继续提高分辨率、速度和检测器的选择性。同时，增加自动进样装置和使之微机化、商品化。另外，将它与质谱仪更好地结合，可对生物分子特性作出更快、更准确的分析，以进一步拓宽毛细管电泳在生物领域的应用范围。

参考文献：
1、王雅杰等。毛细管电泳技术发展及应用前景；检验诊断与实验室自动化，2004（4）；
2、赵新颖等。毛细管电泳技术及其应用进展；上海工程技术大学学报,2006.6,20(2),140-
143；
3、毛煜等。毛细管电泳技术和应用新进展；化学研究与应用，2001.2,13(1),4-9；
4、方红等。毛细管电泳的最新进展；国外医学分子生物学分册，2002,24(2),124-126；
5、张韶虹。毛细管电泳分析方法及其应用；襄樊职业技术学院学报，2004.10,3(5),26-28；
6、孙冠芸等。毛细管电泳的进样方法及其应用；重庆大学学报(自然科学版)，2000.7，23(4)，149－153；
7、叶能胜等。胶束电动毛细管色谱在天然药物分析中的应用；药学进展，2001，25(4)，198－201；
8、王京兰。亲和毛细管电泳技术及其应用；色谱，1999.7，17(4)，342－345；
9、陈建忠。DNA测序中的毛细管凝胶电泳技术；医疗设备信息，2005. 1，20(1)，42－43；
10、祈世泽等。毛细管凝胶电泳；色谱，1994.3，12(2)，98－102；
11、刘广军等。蛋白质组分离方法及其进展；曲阜师范大学学报，2003.4,29(2)，80－83；
12、吴君艳等。毛细管电色谱法的研究进展与应用；安徽农业科学，2006，34(20)，5138－5140；
13、杨春等。毛细管等电聚焦电泳技术进展；色谱，2003.3，21(2)，121～125；
14、杨永坛等。毛细管电泳中的样品浓缩技术；色谱，2000.3，18(2),115-119；
15、杨丙成等。超痕量分析中的激光诱导荧光检测；化学进展，2004.11，16(6)，871－878；
16、马明生等。激光诱导荧光检测器—一种高灵敏度的高效液相色谱和毛细管电泳检测器；色谱，1995.7，13(4)，257－261；
17、刘继锋等。毛细管电泳安培检测技术进展；分析化学评述与进展，2002.6，30(6)，748～753；
18、周伟红。高效毛细管安培检测得进展；分析化学评述与进展，1995，23(3)，343－348；
19、陆少红等。毛细管电泳在生物领域的应用；沈阳航空工业学院学报,2002，19(2)，85–87；
20、李洪霞等。毛细管电泳在手性分离中的应用进展；化学研究,2005,16(2)，96-100；

相关话题

ericwong

第1楼2012/05/17

资料比较详细，要是能有更新一些的内容就更好了

0

省部重点实验室

第2楼2012/05/17

还是让您来更新吧
ericwong(ericwong) 发表:资料比较详细，要是能有更新一些的内容就更好了

0

lostking2008

第3楼2015/02/23

电泳目前还是缺乏工业界的鼎力，前景堪忧啊。

0

近期热榜

热门活动

猜你喜欢最新推荐热门推荐更多推荐

品牌合作伙伴

日立科学仪器

珀金埃尔默仪器（上海）有限公司（PerkinElmer）

珀金埃尔默仪器（上海）有限公司（PerkinElmer）

日本电子株式会社

赛默飞世尔科技

马尔文帕纳科

上海仪电科仪

梅特勒托利多

布鲁克核磁

举报帖子

点赞用户

好友列表

加载中...

正在为您切换请稍后...