毛細(xì)管電泳技術(shù)的研究應(yīng)用

（黃淮學(xué)院，河南 駐馬店 463000）

摘 要：毛細(xì)管電泳（CE）技術(shù)是一種方便、快速的分離和分析技術(shù)，是當(dāng)前分析化學(xué)前沿領(lǐng)域和研究重點(diǎn)之一，其具有操作步驟簡(jiǎn)單、分析時(shí)間短、檢測(cè)靈敏度高、環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)。本文介紹了毛細(xì)管電泳技術(shù)的基本原理和其在中藥、食品安全健康、臨床醫(yī)學(xué)、生命科學(xué)等幾個(gè)方面的應(yīng)用及其展望，從而加深對(duì)毛細(xì)管電泳技術(shù)的了解。

關(guān)鍵詞：毛細(xì)管電泳;原理;應(yīng)用;展望

1 概述

毛細(xì)管電泳又稱高效毛細(xì)管電泳，包括電泳、色譜及其交叉內(nèi)容，是一類(lèi)以毛細(xì)管為分離通道，以高壓直流電場(chǎng)為驅(qū)動(dòng)力，以樣品的多種特性為根據(jù)的液相微分離分析技術(shù)。CE是分析科學(xué)中繼高效液相色譜之后的又一重大進(jìn)展，它使分析科學(xué)從微升水平進(jìn)入納升水平，并使單細(xì)胞分析乃至單分子分析成為可能。1983年，Hjerten先后提出了毛細(xì)管凝膠電泳和毛細(xì)管等電聚焦法，不僅大幅度提高了電泳效率，而且使之可以成為操作自動(dòng)化，便于進(jìn)行定性和定量工作?，F(xiàn)在，毛細(xì)管電泳已經(jīng)成為一種相當(dāng)普遍的微量分離分析方法。隨著相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)方法的建立和推廣應(yīng)用，毛細(xì)管電泳已逐漸成為某些標(biāo)準(zhǔn)和常規(guī)的分析方法。

2 毛細(xì)管電泳分離技術(shù)的基本原理

在電場(chǎng)的作用下根據(jù)離子的遷移速度不同，以高壓電場(chǎng)為驅(qū)動(dòng)力，以內(nèi)徑10-100μm的毛細(xì)管為工具對(duì)樣品組份進(jìn)行分離和分析，毛細(xì)管電泳技術(shù)采用熔融石英管毛細(xì)管柱，石英管外包裹聚酰亞胺涂層以保持石英管的彈性，毛細(xì)管的內(nèi)徑達(dá)到微米級(jí)。因此，一方面可以分析量非常少的樣品如單細(xì)胞組份的分析，另一方面因?yàn)楸缺砻娣e大，橫截半徑小，具有較快的散熱速度，克服了傳統(tǒng)電泳散熱效率差而不能采用高電場(chǎng)分離的問(wèn)題。在毛細(xì)管電泳分離過(guò)程中，樣品分子的遷移是有效電泳速度和電滲速度的綜合表現(xiàn)。由于在毛細(xì)管中電滲速度比電泳速度大一個(gè)數(shù)量級(jí)，因此能實(shí)現(xiàn)樣品組份同向泳動(dòng)。

3 毛細(xì)管電泳技術(shù)的應(yīng)用

3.1 在中藥方面的應(yīng)用

毛細(xì)管電泳技術(shù)（CE）應(yīng)用到藥學(xué)等領(lǐng)域是在八十年代后期出現(xiàn)的，其最高柱效可達(dá)到105個(gè)理論板數(shù)，最高靈敏度可以達(dá)到10-19 mol，有區(qū)帶電泳，凝膠電泳等多種模式。CE正逐漸成為藥物鑒定的參考或標(biāo)準(zhǔn)方法，2010版藥典化藥品種中就有采用了分離效能高的毛細(xì)管電泳法，而其中抑肽酶增加的去丙氨酸-去甘氨酸-抑肽酶和去丙氨酸-抑肽酶檢查就是采用毛細(xì)管電泳法[2]。

中藥品種繁多、且產(chǎn)地各異、成分復(fù)雜，對(duì)藥物進(jìn)行定量分析是不可少的一項(xiàng)任務(wù)，如應(yīng)用毛細(xì)管電泳法可以同時(shí)測(cè)定中成藥中人參皂苷Rgl、Re、紅景天苷、淫羊藿苷、腺苷5種苷類(lèi)成分的含量。陳琴華[1]等對(duì)植物藥和中藥中黃酮類(lèi)化合物采用不同的毛細(xì)管電泳分離模式（有CZE、MEKC 和CEC）使之從中藥和多種植物中更好的分離得到。此外，毛細(xì)管電泳技術(shù)在醫(yī)藥方面不僅可以進(jìn)行定量分析，還可以用作建立復(fù)雜樣品的指紋圖譜，對(duì)手性藥物進(jìn)行分離分析和藥物篩選或與其他儀器聯(lián)用進(jìn)行定性分析。

3.2 在食品方面的應(yīng)用

食品安全關(guān)系著每個(gè)人的身體健康和生命安全，關(guān)系到社會(huì)穩(wěn)定和國(guó)家經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展。因此食品安全成為了社會(huì)關(guān)注的重點(diǎn)問(wèn)題，隨著人們生活的水平的不斷提高，食品也各式各樣，但是食品中不乏摻有添加劑等危害人體健康的化學(xué)成分，對(duì)食品安全檢測(cè)重要性也不言而喻，許多營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和有害物質(zhì)的檢測(cè)給傳統(tǒng)的檢測(cè)方法帶來(lái)了很大的挑戰(zhàn)，因此研究者們開(kāi)始試著將毛細(xì)管電泳技術(shù)應(yīng)用在食品檢測(cè)從而取得了較好的結(jié)果，為食品檢測(cè)開(kāi)辟了一條新的途徑。

比如脂肪酸檢測(cè)應(yīng)用中最廣泛的檢測(cè)方法是氣相色譜法（GC）和高效液相色譜法（HPLC）。但是GC和HPLC分析方法測(cè)定時(shí)過(guò)程較為復(fù)雜，而采用毛細(xì)管電泳（CE）技術(shù)進(jìn)行脂肪酸檢測(cè)時(shí)，其優(yōu)點(diǎn)是步驟簡(jiǎn)單、溶劑量少、分離模式多、分析時(shí)間短、環(huán)保等。利用CZE的分離模式，基于樣品荷質(zhì)比的差異對(duì)樣品分離，檢測(cè)食用油是否摻假及源產(chǎn)地[1]。又如有學(xué)者利用毛細(xì)管電泳法直接快速的測(cè)定出枳實(shí)和枳殼中的橙皮甙和柚皮甙這兩種成分。

3.3 在臨床醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用

由瑞典 Uppsala 大學(xué)的 Tiselies 教授在上世紀(jì)三十年代創(chuàng)立的界面電泳成為早期的毛細(xì)管電泳技術(shù)，他在電場(chǎng)的作用下將蛋白質(zhì)分子分成球蛋白和白蛋白等4個(gè)區(qū)帶。隨后又在 1950～1960 年間發(fā)明了紙上電泳，這一技術(shù)在醫(yī)學(xué)和生物實(shí)驗(yàn)室得到了廣泛的應(yīng)用，大量的檢測(cè)資料也證明了電泳圖譜和有關(guān)臨床病理是有所聯(lián)系的。另外通過(guò)對(duì)支持介質(zhì)的不斷改進(jìn)，各種電泳技術(shù)也得到了相應(yīng)的發(fā)展和應(yīng)用，使得電泳區(qū)帶分離更加清晰，CE 在臨床應(yīng)用上也更為廣闊。

3.4 在生命科學(xué)方面的應(yīng)用

另外毛細(xì)管電泳技術(shù)在生命科學(xué)中也發(fā)揮著重要角色，其運(yùn)用于 DNA 的分析中最重要的優(yōu)點(diǎn)是能夠?qū)崿F(xiàn)微量 DNA 的檢測(cè)，當(dāng)使用LIF 檢測(cè)器時(shí)，它可以從幾十納克的固相硅膠樹(shù)脂中檢測(cè)到被吸附的幾個(gè)納克甚至是幾個(gè)皮克的 DNA。所以，從若干細(xì)胞或者是幾微升的血液中提取的 DNA 時(shí)可以直接被 CE 所定量分析，這用做 PCR 的擴(kuò)增。而在微量氨基酸的測(cè)定中，利用高效毛細(xì)管區(qū)帶電泳直接紫外檢測(cè)法可以完成對(duì)8種非衍生化氨基酸的有效分離，將該方法用于由糖蜜生產(chǎn)的亮氨酸發(fā)酵液中纈氨酸和亮氨酸的含量測(cè)定時(shí)，也能取得相當(dāng)好的效果。

4 展望

毛細(xì)管電泳技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)成為一種基礎(chǔ)性的分析工具，其應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，并且隨著不同領(lǐng)域研究的發(fā)展，其方法技術(shù)不斷優(yōu)化更新，而作為一種高效的分離技術(shù)因其具有樣品處理步驟方便簡(jiǎn)單、又可以實(shí)現(xiàn)多種組分的同時(shí)測(cè)定、高效快速、自動(dòng)化操作以及超低的檢出限，因此 CE 被廣泛的應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、臨床、生命科學(xué)等方面的分析、分離、檢測(cè)，另外毛細(xì)管電泳技術(shù)和其他檢測(cè)方法的聯(lián)用也將成為一種新的技術(shù)，將在各個(gè)領(lǐng)域得到更大的發(fā)展空間。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳琴華，李鵬，朱軍.毛細(xì)管電泳技術(shù)在黃酮類(lèi)化合物分析中的應(yīng)用進(jìn)展[J].醫(yī)藥導(dǎo)報(bào)，2012，31（10）：1329-1333.

[2]于虹敏，林文津，徐榕青.毛細(xì)管電泳技術(shù)在藥學(xué)研究的應(yīng)用概述[M].藥物研究.

[3]趙雷，常輝，胡金山等.毛細(xì)管電泳在食用油脂脂肪酸檢測(cè)中的應(yīng)用[J].農(nóng)產(chǎn)品加工， 2014.09（09）：66-68.

作者簡(jiǎn)介：貟亞培（1994-），女，河南魯山人，本科，研究方向：分析化學(xué)。