毛細管電泳技術的研究應用

（黃淮學院，河南 駐馬店 463000）

摘 要：毛細管電泳（CE）技術是一種方便、快速的分離和分析技術，是當前分析化學前沿領域和研究重點之一，其具有操作步驟簡單、分析時間短、檢測靈敏度高、環境污染小等優點。本文介紹了毛細管電泳技術的基本原理和其在中藥、食品安全健康、臨床醫學、生命科學等幾個方面的應用及其展望，從而加深對毛細管電泳技術的了解。

關鍵詞：毛細管電泳;原理;應用;展望

1 概述

毛細管電泳又稱高效毛細管電泳，包括電泳、色譜及其交叉內容，是一類以毛細管為分離通道，以高壓直流電場為驅動力，以樣品的多種特性為根據的液相微分離分析技術。CE是分析科學中繼高效液相色譜之后的又一重大進展，它使分析科學從微升水平進入納升水平，并使單細胞分析乃至單分子分析成為可能。1983年，Hjerten先后提出了毛細管凝膠電泳和毛細管等電聚焦法，不僅大幅度提高了電泳效率，而且使之可以成為操作自動化，便于進行定性和定量工作?，F在，毛細管電泳已經成為一種相當普遍的微量分離分析方法。隨著相關標準方法的建立和推廣應用，毛細管電泳已逐漸成為某些標準和常規的分析方法。

2 毛細管電泳分離技術的基本原理

在電場的作用下根據離子的遷移速度不同，以高壓電場為驅動力，以內徑10-100μm的毛細管為工具對樣品組份進行分離和分析，毛細管電泳技術采用熔融石英管毛細管柱，石英管外包裹聚酰亞胺涂層以保持石英管的彈性，毛細管的內徑達到微米級。因此，一方面可以分析量非常少的樣品如單細胞組份的分析，另一方面因為比表面積大，橫截半徑小，具有較快的散熱速度，克服了傳統電泳散熱效率差而不能采用高電場分離的問題。在毛細管電泳分離過程中，樣品分子的遷移是有效電泳速度和電滲速度的綜合表現。由于在毛細管中電滲速度比電泳速度大一個數量級，因此能實現樣品組份同向泳動。

3 毛細管電泳技術的應用

3.1 在中藥方面的應用

毛細管電泳技術（CE）應用到藥學等領域是在八十年代后期出現的，其最高柱效可達到105個理論板數，最高靈敏度可以達到10-19 mol，有區帶電泳，凝膠電泳等多種模式。CE正逐漸成為藥物鑒定的參考或標準方法，2010版藥典化藥品種中就有采用了分離效能高的毛細管電泳法，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管電泳法[2]。

中藥品種繁多、且產地各異、成分復雜，對藥物進行定量分析是不可少的一項任務，如應用毛細管電泳法可以同時測定中成藥中人參皂苷Rgl、Re、紅景天苷、淫羊藿苷、腺苷5種苷類成分的含量。陳琴華[1]等對植物藥和中藥中黃酮類化合物采用不同的毛細管電泳分離模式（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，毛細管電泳技術在醫藥方面不僅可以進行定量分析，還可以用作建立復雜樣品的指紋圖譜，對手性藥物進行分離分析和藥物篩選或與其他儀器聯用進行定性分析。

3.2 在食品方面的應用

食品安全關系著每個人的身體健康和生命安全，關系到社會穩定和國家經濟的健康發展。因此食品安全成為了社會關注的重點問題，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成分，對食品安全檢測重要性也不言而喻，許多營養物質和有害物質的檢測給傳統的檢測方法帶來了很大的挑戰，因此研究者們開始試著將毛細管電泳技術應用在食品檢測從而取得了較好的結果，為食品檢測開辟了一條新的途徑。

比如脂肪酸檢測應用中最廣泛的檢測方法是氣相色譜法（GC）和高效液相色譜法（HPLC）。但是GC和HPLC分析方法測定時過程較為復雜，而采用毛細管電泳（CE）技術進行脂肪酸檢測時，其優點是步驟簡單、溶劑量少、分離模式多、分析時間短、環保等。利用CZE的分離模式，基于樣品荷質比的差異對樣品分離，檢測食用油是否摻假及源產地[1]。又如有學者利用毛細管電泳法直接快速的測定出枳實和枳殼中的橙皮甙和柚皮甙這兩種成分。

3.3 在臨床醫學上的應用

由瑞典 Uppsala 大學的 Tiselies 教授在上世紀三十年代創立的界面電泳成為早期的毛細管電泳技術，他在電場的作用下將蛋白質分子分成球蛋白和白蛋白等4個區帶。隨后又在 1950～1960 年間發明了紙上電泳，這一技術在醫學和生物實驗室得到了廣泛的應用，大量的檢測資料也證明了電泳圖譜和有關臨床病理是有所聯系的。另外通過對支持介質的不斷改進，各種電泳技術也得到了相應的發展和應用，使得電泳區帶分離更加清晰，CE 在臨床應用上也更為廣闊。

3.4 在生命科學方面的應用

另外毛細管電泳技術在生命科學中也發揮著重要角色，其運用于 DNA 的分析中最重要的優點是能夠實現微量 DNA 的檢測，當使用LIF 檢測器時，它可以從幾十納克的固相硅膠樹脂中檢測到被吸附的幾個納克甚至是幾個皮克的 DNA。所以，從若干細胞或者是幾微升的血液中提取的 DNA 時可以直接被 CE 所定量分析，這用做 PCR 的擴增。而在微量氨基酸的測定中，利用高效毛細管區帶電泳直接紫外檢測法可以完成對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的亮氨酸發酵液中纈氨酸和亮氨酸的含量測定時，也能取得相當好的效果。

4 展望

毛細管電泳技術現在已經成為一種基礎性的分析工具，其應用范圍不斷擴大，并且隨著不同領域研究的發展，其方法技術不斷優化更新，而作為一種高效的分離技術因其具有樣品處理步驟方便簡單、又可以實現多種組分的同時測定、高效快速、自動化操作以及超低的檢出限，因此 CE 被廣泛的應用于食品、醫藥、臨床、生命科學等方面的分析、分離、檢測，另外毛細管電泳技術和其他檢測方法的聯用也將成為一種新的技術，將在各個領域得到更大的發展空間。

參考文獻：

[1]陳琴華，李鵬，朱軍.毛細管電泳技術在黃酮類化合物分析中的應用進展[J].醫藥導報，2012，31（10）：1329-1333.

[2]于虹敏，林文津，徐榕青.毛細管電泳技術在藥學研究的應用概述[M].藥物研究.

[3]趙雷，常輝，胡金山等.毛細管電泳在食用油脂脂肪酸檢測中的應用[J].農產品加工， 2014.09（09）：66-68.

作者簡介：貟亞培（1994-），女，河南魯山人，本科，研究方向：分析化學。