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生命科學 | 毛細管電泳原理及其在臨床診斷中的應(yīng)用
閱讀：1163發(fā)布時間：2022-7-18
前言
蛋白質(zhì)是生命活動的直接執(zhí)行者，參與生命的幾乎所有過程，包括遺傳、發(fā)育、生殖、物質(zhì)和能量的代謝、應(yīng)激等，因此通過分析蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的異常就可以獲得機體的受損或病變情況。但蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)復雜多樣，如何有效的分離和分析生物體中的各個蛋白質(zhì)一直面臨著嚴峻的技術(shù)挑戰(zhàn)。毛細管電泳（CE）技術(shù)的出現(xiàn)，給解決這一挑戰(zhàn)提供了新的途徑，它能夠從電荷、分子量等不同維度對蛋白分子進行高效的分離分析，因此得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。
毛細管電泳技術(shù)的原理
毛細管電泳法是以毛細管為分離通道，以高壓直流電場為驅(qū)動力，依據(jù)樣品中各組分之間淌度和分配行為上的差異而實現(xiàn)分離的電泳分離分析方法（圖1）。
圖1 毛細管電泳技術(shù)的原理
毛細管兩端分別浸入在電泳緩沖液中，并且兩端連接著高壓電源。當高壓電源施加穩(wěn)定的高壓時，毛細管內(nèi)產(chǎn)生了電滲流，使得毛細管內(nèi)液體整體向負極移動。同時由于進入到毛細管中樣本所含組分的荷質(zhì)比不同，不同物質(zhì)在毛細管中的遷移速度則不同。不同片段依次經(jīng)過檢測窗時被光檢測模塊所檢測，從而實現(xiàn)了不同組分的分離以及定性、定量檢測的目的。
毛細管電泳技術(shù)的優(yōu)勢
相比于HPLC等傳統(tǒng)的分析分離手段，毛細管電泳技術(shù)擁有如下的主要優(yōu)點（圖2）：
1.分離效率高，分析速度快：由于毛細管能抑制溶液對流，并具有良好的散熱性，允許在很高的電場下(可達400V/cm以上)進行電泳，因此可在很短時間內(nèi)完成高效分離。
2.操作模式多，分析方法開發(fā)靈活：只要更換毛細管填充溶液的種類、濃度、酸度或添加劑等，就可以用同一臺儀器實現(xiàn)多種分離模式。
3.適合于微量樣品的分析：毛細管內(nèi)徑極小（20-75um），進樣為納升級或納克級，非常適合于稀少樣品的檢測分析。
4.應(yīng)用范圍廣：毛細管電泳在生命科學領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。在核酸檢測方面，可用于一代測序或基因片段分析；而在蛋白質(zhì)檢測方面，可應(yīng)用藥物分析和臨床診斷。
圖2 毛細管電泳的主要優(yōu)勢
毛細管電泳在臨床診斷中的應(yīng)用
作為一種高效的生物大分子分離分析技術(shù)，毛細管電泳在臨床診斷領(lǐng)域的主要應(yīng)用如下:
1.多發(fā)性骨髓瘤：進行血清蛋白電泳、血清免疫分型的檢測，是多發(fā)性骨髓瘤篩查和診斷的重要依據(jù)。
2.地中海貧血：進行血紅蛋白電泳檢測，是地中海貧血篩查的重要手段。
3.糖尿?。哼M行糖化血紅蛋白檢測，相比傳統(tǒng)HPLC等方法，能夠排除異常血紅蛋白的干擾。
聚拓生物
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