毛細管電泳概述

毛細管電泳(capillary electrophoresis, CE)又叫毛人美細管電泳(HPCE), 是近年來發展 快的分析方法之湖嗎一。1981年Jorgenson和Lukacs首先提出在75山來μm内徑毛細管柱内用高電壓進行分離, 創立了現代毛細管電泳。198文說4年Terabe等建立了膠束毛細管電動力學色譜。1987年Hjert錯看en 建立了毛細管等電聚焦, Cohen科城和Karger提出了毛細管凝膠電泳。1988～1989年出現了初始聽放的毛細管電泳商品儀器(qì)。短(duǎ上地n)短(duǎn)幾年内, 由于CE符合了以生物工(南靜gōng)程為(wèi)代表的生命科(kē)學各領域中請友對多肽、蛋白質(包括酶，抗體)、核苷酸乃至脫氧核糖核酸(DNA)的分離分析藍吧要求, 得(de)到了迅速的發展。&nb就來sp;
CE是經典電泳技術和現代微柱分離相結合的産司木物。CE和液相色譜法(HPLC)相比, 其相同處在于都是北機分離技術, 儀器(qì)操作均可自動化, 且二者均有多種不(bù低街)同分離模式。二者之間的差異在于：CE用遷少雨移時(shí)間取代HPLC中的保留時(shí)間, CE的分析時(shí)還和間通(tōng)常不(bù)超過30min, 購照比HPLC速度快；對CE而言, 從理論上推得(de)其理論塔闆高度和溶質的擴資金散系數成正比, 對擴散系數小(xiǎo)的生物大(dà)分子(zǐ)而言, 其務刀柱效就要比HPLC高得(de)多；CE所需樣兵男品為(wèi)nl級, 低(dī)可達270fl, 流動相用量也隻需幾匠數毫升, 而HPLC所需樣品為(wèi)μl級, 流動相則需幾百毫升通子乃至更多；但CE僅能實現微量制備, 而HPLC可作常量制備。 
CE和普通(tōng)電泳相比, 由于其采用高電場, 因此分開笑離速度要快得(de)多；檢測器(qì)則除了未能和原子(zǐ)吸收及紅外光都視譜連接以外, 其它類型檢測器(qì)均已和CE實現了連接檢測；一般電泳坐間定量精度差,而CE和HPLC相近；CE操作自動化程度比普文跳通(tōng)電泳要高得(de)多。總之, CE的優點可概括事友為(wèi)三高二少：高靈敏度, 常用紫外檢測器(qì)線不的檢測限可達10-13～10-15mol,激光誘導熒光檢測器(qì離內)則達10-19～10-21mol；高分辨在來率, 其每米理論塔闆數為(wèi)幾十萬；高者可達坐校幾百萬乃至千萬, 而HPLC一般為(wèi)幾千到幾萬；高速度, 快可現睡在60s内完成, 在250s内分離10種蛋白質, 1.又在7min分離19種陽離子(zǐ), 3min内分離30種陰離子(zǐ)； 樣品習影少, 隻需nl (10-9 L)級的進樣量；成本低(dī), 隻需少量(幾毫升刀線)流動相和價格低(dī)廉的毛細管。由于以上優點以及分離生物大玩靜(dà)分子(zǐ)的能力, 使CE成為(wèi)近對靜年來發展 迅速的分離分析方法之一。當然CE還是一種正在發展中的技術, 有些朋一理論研究和實際應用正在進行與開(kāi)發。  
“CE”統指以高壓電場為(wèi)驅動力, 以毛銀黑細管為(wèi)分離通(tōng)道, 依據樣品中各組分之間淌朋朋度和分配行為(wèi)上的差異而實現分離的一類液相分離技路老術。其儀器(qì)結構包括一個高壓電源, 一根毛細管, 一個檢測短厭器(qì)及兩個供毛細管兩端插入而又可和電源相連的緩沖液貯瓶。在電解質溶液中哥是, 帶電粒子(zǐ)在電場作用下, 以不煙現(bù)同的速度向其所帶電荷相反方向遷移的現象叫電泳。&nb議暗sp;
CE所用的石英毛細管柱, 在pH>3情況下, 好月其内表面帶負電, 和溶液接觸時(shí)形成了一雙電多公層。
在高電壓作用下, 雙電層中的水合陽離子(zǐ)引起流體整體地朝負極方向移動的現熱亮象叫電滲, 粒子(zǐ)在毛細管内電解質中醫筆的遷移速度等于電泳和電滲流(EOF)兩種速度的矢街明量和, 正離子(zǐ)的運動方向和電滲流一緻, 故先流出；中性粒媽哥子(zǐ)的電泳流速度為(wèi)“零”，故其遷移速度相當于電山跳滲流速度；負離子(zǐ)的運動方向和電滲流方向相反, 票數但因電滲流速度一般都大(dà)于電泳流速度, 故它将在中性粒子(zǐ)之後筆房流出, 從而因各種粒子(zǐ)遷移速度不(bù)同而實現分舊村離。 
電滲是CE中推動流體前進的驅動力, 它使整個流體像一個塞子(zǐ)飛分一樣以均勻速度向前運動, 使整個流型呈近似扁平型的“塞式流”。它使溶質區帶在毛民一細管内原則上不(bù)會(huì)擴張。但在HPLC中,采用的壓街她力驅動方式使柱中流體呈抛物線型, 其中心處速度是平均速度的兩倍,笑通 導緻溶質區帶本身擴張, 引起柱效下降, 風放使其分離效率不(bù)如(rú)CE。&nb事金sp;
理論分析表明, 增加速度是減少譜帶展寬、提率的重要途徑, 增加電場強度可以提高樹請速度。但高場強導緻電流增加, 引起毛細管子生中電解質産生焦耳熱(自熱)。自熱将使流體在徑向産生抛物線型溫度分報白布, 即管軸中心溫度要比近壁處溫度高。因溶液粘度随溫度升高呈指數下降, 區內溫度梯度使介質粘度在徑向産生梯度, 從而影響溶質遷移速度, 使管軸中心靜著的溶質分子(zǐ)要比近管壁的分子(zǐ)遷移得(de)厭山更快, 造成譜帶展寬, 柱效下降。 
一般來說(shuō)溫度每提高1℃, 将使淌度增加2% (所謂淌度, 即指溶質拿窗在單位時(shí)間間隔内和單位電場上移動的微光距離)。此外, 溫度改變使溶液pH值、粘度雨是等發生變化, 進一步導緻電滲流、溶質分子(zǐ)的電荷分布(鐘兒包括蛋白質的結構)、離子(zǐ)強度等的改變, 造成淌度改對著變、重複性變差、柱效下降等現象。降低(dī)緩沖液濃度可降低(dī)電流強度見土, 使溫差變化減小(xiǎo)。高離子(zǐ)強度緩沖液可阻止蛋白質吸個可附于管壁, 并可産生柱上濃度聚焦效應, 防止峰擴張, 改善峰形。減小(xi煙舊ǎo)管徑在一定程度上緩解了由高電場引起的熱量積聚, 但細管徑使進樣量減少地煙, 造成進樣、檢測等技術上的困難。因此, 加快散熱是減小舊志(xiǎo)自熱引起的溫差的重要途徑。液體的導熱系數要件海比空氣高100倍。現在有的采用液體冷卻方式的毛細管電泳儀可使用離子姐月(zǐ)強度高達0.5mol/L的緩沖液進小訊行分離, 或使用200 μm直徑的毛細管進行微量制窗土備, 仍能達到良好(hǎo)的分離效果和重現性。

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