毛细管电泳文献综述.doc

毛细管电泳技术的研究进展摘要：本文介绍了毛细管电泳法近几年的研究进展。详细的介绍了毛细管电泳法的原理和分离模式，详细的综述了毛细管电泳法的分析应用，并对这一技术的发展前景作出展望。引用文献24篇。关键词：毛细管电泳；应用进展；综述1. 毛细管电泳简介毛细管电泳（CE）的基本原理是根据在高压电场作用下离子迁移的速度不同对组分进行分离和分析，它是以两个电解槽和与之相连的毛细管为分离通道，由于C E 所用的石英毛细管柱在 pH 3 的情况下，其内表面带负电，和缓冲溶液接触时形成一双电层，在高压电场的作用下，双电层中的水合阳离子引起流体整体地朝向负极方向移动形成电渗流（E O F）同时，在缓冲溶液中，带电离子在电场的作用下，以不同的速度向其所带电荷极性相反方向移动，形成电泳。粒子在毛细管内缓冲液中的迁移速度等于电泳和 E O F 两种速度的矢量和。正离子的电泳运动方向与 E O F 方向一致，因此最先流出；中性粒子的电泳速度为零，因此其迁移速度相当于 E O F 速度；负离子的电泳运动方向和 E O F 方向相反，但因为 E O F 速度一般大于电泳速度，因此它将在中性粒子之后流出，从而各种粒子迁移速度不同而实现分离。C E 具有高效（每米理论塔板数为几十万，高者可达 106）、快速（一般分析时间只需几十秒至三十分钟）、 进样体积小（只需纳升级）、分析对象广（小到无机离子，大到整个细胞）、 易于自动化、操作简便、溶剂消耗少、实验成本低和环境污染小等优点正因为 C E 如此诱人的优点，使它在短短的二十几年中，特别是最近这几年中，受到分离科学家的极大关注，成为生物化学和分析化学中最受瞩目，发展最快的一种分离技术。2. 毛细管电泳的分离模式经典的毛细管分离模式有毛细管区带电泳（CZE）、毛细管胶束电动色谱（MECC）、毛细管凝胶电泳（CGE）等；目前新建立的分离模式和联用技术有阵列毛细管电泳（CAE），亲和毛细管电泳技术（ACE），芯片毛细管电泳（CCF），非水毛细管电泳技术（NACE）。下面简要介绍一下几种常见的毛细管电泳分离技术。（一）毛细管区带电泳(capillary zone electrophoresis,CZE)最基本的也是最常见的一种操作模式，用以分析带电溶质。为了降低电渗流和吸附现象，可将毛细管内壁涂层【1】。应用范围最广，可用于多种蛋白质、肽、氨基酸的分析。孙国庆等【2】利用毛细管电泳法测定乳品中乳铁蛋白的含量。刘莹等【3】运用区带毛细管电泳分析方法测定乳粉中的三聚氰胺。（二）胶束电动毛细管色谱(micellar electrokinetic capillary chromatography,MECC)在缓冲液中加入离子型表面活性剂，如十二烷基硫酸钠，形成胶束，被分离物质在水和胶束相（准固定相）之间发生分配并随电渗流在毛细管内迁移，达到分离。MECC是唯一一种既能用于中性物质的分离又能分离带电组分的CE模式。臧晓欢等【4】评述了离子液体在毛细管电泳中的应用及进展。唐俊等【5】运用胶束电动毛细管电泳法测定维生素B4的含量。（三）毛细管凝胶电泳(capillary gel electrophoresis,CGE)在毛细管中装入单体，引发聚合形成凝胶。CGE分凝胶和无胶筛分两类，主要用于DNA、RNA片段分离和PCR产物分析及蛋白质等大分子化合物的检测。方梅、胡波等【6】评述了21世纪毛细管电泳在刑侦分析中的应用，重点是DNA方面的应用。（四）亲和毛细管电泳在毛细管内壁涂布或在凝胶中加入亲和配基，以亲和力的不同达到各组分的分离。可用于研究抗原-抗体或配体-受体灯特异性相互作用。（五）毛细管电色谱(capillary electrochromatography,CEC)将高效液相色谱（HPLC）的固定相填充到毛细管中，或在毛细管内壁涂布固定相，以电渗流为流动相驱动力的色谱过程。此模式兼具电泳和液相色谱的特点。（六）毛细管等电聚焦电泳(capillary isoelectric focusing,CIEF)通过内壁涂层使电渗流减到最小，在两个电极槽分别装酸和碱，加高电压后，在毛细管内壁建立pH值梯度，溶质在毛细管中迁移至各自的等电点，形成明显区带。聚焦后，用压力或改变检测器末端电极槽贮液的pH值使溶质通过检测器。CIEF已经成功用于蛋白质等电点，分离异构体等分面。（七）毛细管等速电泳(capillary isotachophoresis,CITP)采用先导电解质和后继电解质，使溶质按其电泳淌度不同得以分离。（八）CE/MS联用CE的高效分离与MS的高鉴定能力结合，成为微量生物样品，尤其是多肽、蛋白质分离分析的强有力工具、可提供分子量及结构信息，适于目标化合物分析或窄质量范围内扫描分析，如多环芳香烃类化合物（PAH）、寡聚核苷酸分析等。何树坤【7】综述了毛细管电泳-质谱联用技术在食品分析中的应用，包括食品中的氨基酸、多肽和蛋白质、多酚、毒素、污染物质和其他外源性物质等的测定。赵云强等【8】将毛细管电泳与电感耦合等离子体质谱联用，并分析测定 6种不同形态砷化合物。3. 毛细管电泳的分析应用(1)蛋白质等生物大分子的分离、检测和研究随着人类基因组计划的实施，人类基因组计划的完成比预期时间一再提前，其主要手段是运用毛细管电泳技术。(2)中药的分析和鉴别长期以来，中医开出中药医治疾病，但人们把这看做作是“黑匣子”操作，因为人们不了解中药的成分和中药中有效成分的含量，为此测定中药成分成为中药应用与发展的必然趋势。中药中的有效成分如生物碱、多糖、黄酮、酚酸、香豆素、皂苷【9】、醌类等在毛细管电泳中已得到了良好的分离分析。高玲【10】在毛细管电泳在中药分析中的应用进展中综述了近几年来HPCE在中药的区别鉴定、中药有效成分的分离测定以及中药制剂生产控制三个方面的应用。余丽双，褚克丹【11】对毛细管电泳在中药研究中的应用概述进行细致的总结。雷萍等【12】通过毛细管电泳-电化学方法同时分离测定了黄酒中的表儿茶素、芦丁、金丝桃贰、山茶酚、绿原酸等多种生物活性成分的含量。(3)金属离子的分离与测定由于金属离子大多具有高电荷、低质量、迁移速率相近的特点，一般很难达到直接分离。等速电泳是一种特别适合于离子离子型组分的分离分析的电泳方法，它可用于同时分离多种金属离子，操作简单，分离效果高。(4)手性药物的分离分析手性药物对映体往往具有不同生物活性，一种构型是有效的药物，而另一种构型则产生严重的毒副反应，因而在临床上有不同的作用。因此，迫切要求建立快速和准确的手性分离分析手段，由于CE与HPLC相比具有高分辨效率，无需手性固定相以及手性选择剂，可直接加入电解质溶液中且有用量少等优势，因此，手性化合物的分离分析已成为CE最成功的应用领域之一。王炜，侯艳【13】综述了毛细管电泳手性拆分技术在毒物分析领域的研究与应用，显示出毛细管具有简便、快速、灵敏的优点。尚永辉等【14】综述了国内外毛细管电泳在手性物质拆分领域的研究与应用，并对以环糊精衍生物作为手性选择试剂的毛细管电泳技术进行展望。舒建华等【15】在药物分析中的毛细管电泳应用的综述中评论了原药药物分析及药品质量控制。毛细管电泳技术在生物化学、临床医学、刑侦分析【16】、农业科研和农业技术【17】、环境监测【18】、食品化学和食品安全中也得到了广泛的应用。韩双艳等【19】综述了毛细管电泳在食品添加剂检测中的应用，包括色素、防腐剂、抗氧化剂、甜味剂等检测中的应用。饶钦雄等【20】用高效毛细管电泳法测定牛奶和奶粉中残留的三聚氰胺。胡晓琴，尤慧艳【21】通过毛细管电泳快速分离分析荔枝中水溶维生素的含量。袁旗等【22】用高效毛细管电泳法分离测定饲料中三聚氰胺含量。4展望CE经过多年的迅速发展，其重现性和灵敏度均已得到极大提高。目前商品化的毛细管电泳仪经过不断改进和完善，其重现性较差问题已经初步解决。而通过与荧光、化学发光、电化学【23】和质谱等高灵敏度检测器的联用极大地提高了CE检测的灵敏度。CE的诸多优点使其迅速成为各领域的重要分析手段。芯片-CE的飞速发展，为毛细管电泳的应用提供了更多的空间和更广泛地领域。非水毛细管电泳【24】技术由于其分离效率高，分离速度快、分析化合物种类广泛、检测手段多等特点，已越来越在毛细管电泳分析中占有重要的地位。参考文献【1】于冰，刘鹏，丛海林，张立新，张江涛.毛细管电泳涂层研究进展.分析测试学报，2011，30（8）：945-952【2】孙国庆，康小红，刘卫星，胡新宇.利用毛细管电泳法测定乳品中乳铁蛋白含量.食品研究与开发，2009，30（1）【3】刘莹，侯彩云，曹宝森，李丹，张世湘，芮闯，安瑜，赵静.乳粉中三聚氰胺的区带毛细管电泳分析方法.中国乳品工业，2010，38（10）【4】臧晓欢，韩丹丹，刘志梅，王志，王春.离子液体在毛细管电泳中的应用.理化检验-化学分册，2009,45（2）【5】唐俊，张晓丽，刘二保.胶束电动毛细管电泳法测定维生素B4.天津师范大学学报（自然科学报），2009,29（3）【6】方梅，胡波，田贵容，徐恒，方国桢.21世纪毛细管电泳在刑侦分析中的应用.分析仪器，2011,1【7】何树坤.食品分析中毛细管电泳-质谱联用技术方法研究进展.福建分析测试，2010，19（1）【8】赵云强，郑进平，杨明伟，付风富.毛细管电泳-电感耦合等离子体质谱法测定藻类中6种不同形态的砷化合物.色谱，2011，29（2）：111-114【9】吕元琦，王月玲等.毛细管电泳法快速测定枳实和枳壳中的橙皮甙和柚皮甙.生命科学仪器，2004,5（2）【10】高玲.毛细管电泳在中药分析中的应用进展.赤峰学院学报（自然科学报），2009,25（9）【11】余丽双，褚克丹.毛细管电泳在中药研究中的应用概述.福建分析测试，2011,20（6）【12】雷萍，林淼.毛细管电泳-电化学方法检测黄酒中多酚物质.酿酒科技，2008,11【13】王炜，侯艳.毛细管电泳手性拆分技术在毒物分析领域的应用.SCIENCE&TECHNOLOGY INFORMATION，2010,33【14】尚永辉，李华，古元梓，孙家娟.环糊精衍生物在毛细管电泳手性药物拆分中的应用.咸阳师范学院学报，2009,24（2）【15】舒建华，郑少琴，梅林，林勇.药物分析柱的毛细管电泳应用.激光杂志，2008,29（4）【16】ZHANG ZhaoXiang，ZHANG XiaoWei&LI Feng.The multi-concentration and two-dimensional capillary electrophoresis method for the analysis of drugs in urine samples.SCIENCE CHINA(Chemistry)，2010 ，53（5）：1183-1189【17】楚清脆，耿成怀，林淼，叶建农.毛细管电泳应用于食品中农药残留分析的晚近进展.理化检验：化学分册，2009，45（1）【18】范传刚，宋明芝，傅崇岗.洗衣粉中磷的毛细管电泳法分析.滨州学院学报，2007，23（3）【19】韩双艳，崔堂兵，林小琼，吴虹.毛细管电泳在食品添加剂检测中的应用.广东农业科学，2009，8【20】饶钦雄，童敬，郭平，李海燕，李晓薇，双阳.高效毛细管电泳法测定牛奶和奶粉中残留的三聚氰胺.色谱，2008，26（6）：755-758【21】胡晓琴，尤慧艳.荔枝中水溶性维生素是毛细管电泳快速分离分析.分析试验室，2010,29（3）【22】袁旗，刘佳玲，杜建中.高效毛细管电泳法分离测定饲料中三聚氰胺含量.湛江师范学院学报，2010,31（6）【23】YU Cai-xia，YUAN Bai-qing and YOU Tian-yan.Enantiomeric